Лекции строительные материалы - Санкт

Государственное бюджетное образовательное учреждение
Среднего профессионального образования
Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
КОНСПЕКТ
ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
для студентов специальности
270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
Составила
преподаватель специальных дисциплин высшей категории
Митяшова Маргарита Петровна
2013 год
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Содержание
Глава 1. Основные свойства строительных материалов .................................................................... 5
1.1. Понятие о твердом теле, колоидно-дисперсных системах и растворах ................................ 5
1.2. Масса, плотность, средняя плотность, пористость и пустотность. ........................................ 5
1.3
Свойства, определяющие отношение материалов к действию воды ................................. 6
1.4. Свойства, определяющие отношение материалов к изменению температуры. .................... 6
1.5. Прочие физические свойства материалов. ................................................................................ 7
1.6.
Химическая и коррозионная стойкость материалов ............................................................ 8
1.7. Механические свойства. ............................................................................................................. 8
Глава 2. Природные каменные материалы .......................................................................................... 9
2.1. Общие сведения........................................................................................................................... 9
2.2. Горные породы и минералы ....................................................................................................... 9
2.3. Строительные материалы из природного камня. ................................................................... 10
Глава 3. Керамические и стеклянные материалы ............................................................................. 12
3.1. Общие сведения......................................................................................................................... 12
3.2. Глиняный обыкновенный кирпич............................................................................................ 13
3.3. Эффективный кирпич и керамические камни. ....................................................................... 14
3.4. Облицовочные керамические материалы ............................................................................... 15
3.5. Специальные виды керамических материалов ....................................................................... 15
Глава 4. Вяжущие вещества ................................................................................................................ 17
4. 1. Виды минеральных вяжущих и сырье для их получения. ................................................... 17
4.2. Глина как вяжущее вещество ................................................................................................... 18
4.3.
Гипсовые вяжущие вещества ............................................................................................... 18
4.5.
Строительная гидравлическая известь и известесодержащие вяжущие .......................... 20
4.6.
Портландцемент..................................................................................................................... 20
4.7.
Разновидности портландцемента и другие цементы ......................................................... 21
4.8.
Жидкое стекло и кислотоупорный цемент.......................................................................... 22
4.9.
Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) ............................................................... 22
4.10. Добавки к минеральным вяжущим веществам и растворным смесям .............................. 22
Глава 5. Заполнители для бетонов и растворов................................................................................. 24
5.1. Общие сведения......................................................................................................................... 24
5.2. Песок .......................................................................................................................................... 24
5.3. Крупные заполнители ............................................................................................................... 25
Глава 6. Бетоны .................................................................................................................................... 27
6.1. Общие сведения......................................................................................................................... 27
6.2.
Свойства бетонной смеси ..................................................................................................... 28
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
6.3.
Свойства бетона. .................................................................................................................... 29
6.4.
Производство бетонной смеси. Подбор состава бетона .................................................... 30
6.5. Твердение бетона ...................................................................................................................... 32
6.6. Легкие, особо легкие и особо тяжелые бетоны ...................................................................... 32
Глава 7. Строительные растворы ........................................................................................................ 34
7.1. Общие сведения......................................................................................................................... 34
7.2. Свойства растворных смесей и затвердевших растворов ..................................................... 34
7.3. Пластификаторы для растворов ............................................................................................... 35
7.4.
Растворы для каменной кладки и монтажа железобетонных элементов ......................... 35
7.5.
Подбор состава, приготовление и транспортирование растворов .................................... 36
Глава 8. Металлы и металлические изделия...................................................................................... 38
8.1.
Общие сведения о металлах и сплавах ................................................................................ 38
8.2.
Строение и свойства железоуглеродных сплавов .............................................................. 38
8.3.
Углеродистые и легированные стали .................................................................................. 38
8.4. Стальной прокат и стальные конструкции ............................................................................. 39
8.5.
Стальная арматура ................................................................................................................. 41
8.6.
Соединения конструкций...................................................................................................... 42
8.7. Цветные металлы и изделия из них ......................................................................................... 42
8.8. Коррозия металлов и защита от нее ........................................................................................ 42
Глава 9. Железобетон и сборные железобетонные изделия ............................................................ 43
9.1.
Общие сведения ..................................................................................................................... 43
9.2.
Монолитный железобетон .................................................................................................... 43
9.3.
Сборный железобетон ........................................................................................................... 44
9.4.
Основные виды сборных железобетонных изделий .......................................................... 45
9.5.
Маркировка, транспортирование и складирование железобетонных изделий ............... 47
Глава 10. Искусственные каменные безобжиговые материалы и изделия ..................................... 48
10.1. Общие сведения....................................................................................................................... 48
10.2. Силикатный кирпич и силикатобетонные изделия .............................................................. 48
10.3. Гипсовые и гипсобетонные изделия...................................................................................... 48
10.4. Стеновые бетонные камни и мелкие блоки .......................................................................... 49
10.5.
Асбестоцемент и асбестоцементные изделия. ................................................................ 50
Глава 11. Теплоизоляционные материалы ......................................................................................... 52
11.1. Общие сведения....................................................................................................................... 52
11.2. Неорганические теплоизоляционные материалы ................................................................ 52
11.3. Органические теплоизоляционные материалы .................................................................... 54
11.4. Акустические материалы........................................................................................................ 56
Глава 12. Гидроизоляционные материалы ......................................................................................... 57
12.1. Общие сведения о битумах и дегтях ..................................................................................... 57
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
12.2. Мастичные гидроизоляционные и покровные материалы .................................................. 57
12.3. Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы ................................................... 58
Глава 13. Строительные пластмассы .................................................................................................. 60
13.1. Общие сведения....................................................................................................................... 60
13.2. Полимеры для строительных пластмасс ............................................................................... 60
13.3. Отделочные и конструкционно-отделочные пластмассы ................................................... 62
13.4.
Материалы для полов ........................................................................................................ 63
13.5.
Гидроизоляционные и санитарно-технические материалы ........................................... 63
13.6.
Применение полимеров в бетонах и растворах .............................................................. 64
13.7. Клеи на основе полимеров ..................................................................................................... 64
13.8. Полимерные герметизирующие материалы ......................................................................... 65
Контрольные вопросы ......................................................................................................................... 67
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 1. Основные свойства строительных материалов
Каждый из строительных материалов обладает свойствами, которые отличают его от
других материалов. Свойства предопределяют качество строительных материалов и
возможность или целесообразность их применения. Свойства материалов, как правило,
выражают определенными показателями.
1.1. Понятие о твердом теле, колоидно-дисперсных системах и растворах
По своему физическому состоянию все вещества подразделяются на твердые, жидкие и
газообразные, а также плазменное. В строительных работах используют материалы, которые
находятся в твердом или жидком состоянии.
Твердым телом называют всякое тело, имеющее определенную форму. В зависимости от
внутреннего строения все твердые тела разделяют на кристаллические (гранит, лед) и
аморфные (воск, стекло).
Кристаллические вещества, характеризуются определенным порядком атомов, а
аморфные хаотическим расположением атомов и молекул.
Кристаллические вещества обладают характерным свойством переходить из твердого
состояния в жидкое при определенной, постоянной для данного вещества температуре. Эта
температура, называемая температурой плавления, равна температуре отвердения. При
нагревании они размягчаются и переходят в жидкое состояние.
Твердые материалы, используемые в малярных работах бывают сыпучими и комовыми.
В малярных работах применяют различные смеси, составы, которые подчиняются
определенным физико- механическим законам.
К ним относятся различного рода дисперсные системы и растворы.
Дисперсные системы - микрогетерогенные системы с сильно развитой внутренней
поверхностью раздела между фазами.
Суспензии - системы, в которых частицы твердой дисперсной фазы распределены в
жидкой дисперсной среде во взвешенном состоянии. В качестве суспензий используют готовые
краски, являющиеся суспензией пигментов и наполнителей в связующих веществах и
растворителях, шпатлевки и подмазочные пасты.
Эмульсии - системы, в которых мельчайшие капельки жидкой дисперсной фазы
распределены в жидкой дисперсной среде.
Коллоиды - системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными
системами. Коллоиды способны к набуханию, при этом они увеличиваются в объеме.
Истинный раствор - молекулярно-дисперсная гомогенная система переменного состава из
двух и более компонентов. Раствор называется истинным потому, что вещества действительно
и самопроизвольно растворяются в подходящем растворителе с образованием гомогенной
системы.
1.2. Масса, плотность, средняя плотность, пористость и пустотность.
Масса - совокупность материальных частиц, содержащихся в данном теле. Масса
обладает определенным объемом, т.е. занимает часть пространства; она постоянно для данного
вещества и не зависит от скорости его движения и положения тела в пространстве. Тела
одинакового объема состоящие из различных веществ, имеют неодинаковую массу.
Плотность - масса вещества, заключенная в единице объема. Плотность получают
делением массы тела на его объем.
Плотностью, близкой к теоретической, обладают металлы, жидкости, стекло, некоторые
полимеры и пластмассы. Плотность твердость и жидких материалов сравнивают с плотностью
воды.
Плотностью пользуются при вычислении пористости и пустотности материалов и других
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
расчетах.
Средняя плотность - величина, определяемая отношением массы тела или вещества ко
всему занимаемому ими объему, включая имеющиеся в них поры и пустоты.
Массу материала определяют взвешиванием на рычажных весах, а объем вычисляют по
данным измерения, если образцы правильной формы, или находят посредством вытеснения
материалом в объемомере. Для сыпучих и рыхлых материалов определяют насыпную
плотность, т. е. массу единицы объема материала в насыпанном состоянии; при этом объем
материала находят с помощью мерных сосудов и воронки.
Пористость - степень заполнения объема материала порами. Большинство материалов
содержит поры - малые ячейки в материале, заполненные воздухом или водой. По величине пор
материалы разделяются на мелко - и крупнопористые.
От пористости материалов зависит средняя плотность, водопоглощение,
прочность,
теплопроводность, морозостойкость, и др. свойства.
Пустотность - отношение суммарного объема пустот в рыхлом материале ко всему
объему, занимаемому этим материалом. Для численного выражения пустотности необходимо
знать плотность и насыпную плотность материала.
1.3 Свойства, определяющие отношение материалов к действию воды
Гигроскопичность - свойство материала поглощать из воздуха влагу за счет образования
химических соединений с водой. Примером гигроскопичного материала служит древесина.
Чтобы уменьшить гигроскопичность деревянных конструкций и предохранить их от
разбухания, поверхность дерева покрывают масляными красками и лаками, дающими пленку,
которая механически препятствует проникновению влаги в материал.
Водопоглощение - свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой
впитывать и удерживать ее в своих порах. Водопоглощение выражают или степенью
заполнения объема материала водой, или отношением количества поглощенной воды к массе
сухого материала.
Водостойкость материала характеризуется коэффициентом размягчения, т. е. отношение
прочности насыщенного водой материала к прочности этого материала в сухом состоянии.
Материалы у которых коэффициент размягчения больше 0.75, называют водостойкими.
Влагоотдача - способность материала терять находящуюся в нем воду. По мере
высыхания у многих материалов восстанавливаются их свойства (прочность и др.).
Водопроницаемость - способность материала пропускать через себя воду под давлением.
Степень водопроницаемости зависит от строения и пористости материала. Чем больше в
материале незамкнутых пор и пустот, тем больше его водопроницаемость. Для уменьшения
водопроницаемости материалов их поверхности окрашивают составами, дающими
водонепроницаемые пленки: масляными, эмалевыми, лаковыми.
1.4. Свойства, определяющие отношение материалов к изменению температуры.
Морозостойкость - способность материала в насыщенном водой состоянии, выдерживать
многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых
признаков разрушения и без значительного понижения прочности.
От морозостойкости в основном зависит долговечность строительных материалов в
конструкциях и сооружениях.
Высокой морозостойкостью обладают плотные материалы, которые имеют малую
пористость и большое количество замкнутых пор.
Тепловое расширение - способность материала расширяться при нагревании. Его
характеризуют коэффициентом линейного расширения, показывающим, на какую долю
первоначальной длины расширяется материал при повышении температуры на 1 градус по
Цельсию.
Теплопроводность - способность материала передавать через свою толщу тепловой поток,
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
возникающий в следствии разности температур на противоположных поверхностях. Это
свойство имеет важное значение для строительных материалов, применяемых при устройстве
ограждающих конструкций и материалов, предназначенных для теплоизоляции.
Теплопроводность характеризуется коэффициентом теплопроводности, показывающим
какое количество тепла (в джоулях) способен пропустить материал через 1 м кв. поверхности
при толщине материала 1 м и разности температур на противоположных поверхностях в 1
градус в течение 1 ч.
Теплоемкость - свойство материала поглощать при нагревании и отдавать при
охлаждении определенное количество тепла. Показателем теплоемкости служит удельная
теплоемкость, равная количеству тепла, необходимого для нагревания 1 кг материала на 1 гр.
Огнестойкость - способность материала выдерживать без разрушения действие высоких
температур, пламени и воды при пожаре. По огнестойкости различают: несгораемые,
трудносгораемые и сгораемые материалы.
Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не горят и не
обугливаются.
Трудносгораемые материалы под действием огня или высокой температуры с трудом
воспламеняются, но после удаления источника огня или нагрева их горение или тление
прекращается.
Сгораемые материалы под действием огня или высокой температуры горят и продолжают
гореть после удаления источника огня.
1.5. Прочие физические свойства материалов.
Газо-, паро- и воздухопроницаемость -свойства материала пропускать через свою толщу
соответственно газ, пар и воздух. Они зависят главным образом от строения материала и
дефектов его структуры.
Количественно воздухо- и газопроницаемость характеризуются коэффициентом воздухои газопроницаемости, которые равны количеству воздуха (газа) (м куб.), проходящего в
течении 1 ч через слой материала площадью 1 м.кв, толщиной в 1 м при разности давления на
поверхностях в 9.81 Па. Воздухо- и газопроницаемость выше, если в материале больше
сообщающихся пор; наличие воды в порах понижает эти свойства материала.
Паропроницаемость возникает при различном содержании и упругости пара по обе
стороны поверхности, что зависит от температуры водяных паров, и характеризуется
коэффициентом паропроницаемости, который равен количеству водяного пара (в граммах),
проникающего в течение 1 ч через 1 м.кв. материала толщиной 1 м при разности наружных
давления пара на поверхностях в 133,3 Па.
Если на поверхность материала попадает звуковая волна то часть звуковой энергии
поглощается материалом, а часть отражается.
Звукопоглощение свойство материала поглощать звук. Оно зависит от пористости
материала, его толщины, состояния поверхности, а также от частоты звукового тона,
измеряемого количеством колебаний в секунду. За единицу звукопоглощения принимают
поглощение звука 1 м.кв. открытого окна; при открытом окне звук поглощается полностью.
Звукопоглощение всех строительных материалов меньше единицы Звукопоглощение материала
оценивают коэффициентом звукопоглощения, т.е. отношением энергии, поглощенной
материалом, к общему количеству падающей енергии в единицу времени.
Звукопрницаемость - способность материала пропускать через свою толщу звуковую
энергию Звукопроницаемость - отрицательное свойство, т.к. в большинстве случаев к
строительным материалам предъявляется требование изоляции помещения от внешних шумов.
Свойство материала обратное звукопроницаемости, называют звукоизоляцией.
Звукоизоляция - ослабление звука при его проникновении через ограждающие конструкции.
Электропроводность
свойство
материала
проводить
электрический
ток.
Электропроводными являются металлы, некоторые неорганические материалы во влажном
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
состоянии (бетон, цементный камень), а также влажная древесина.
1.6.
Химическая и коррозионная стойкость материалов
Химическая стойкость - способность материалов противостоять разрушающему влиянию
щелочей, кислот, растворенных в воде солей и газов.
Коррозийная стойкость - способность материалов сопротивляться коррозионному
воздействию среды.
Большинство строительных материалов не обладает этим свойством. Малярная окраска
иногда повышает химическую стойкость строительных материалов.
1.7. Механические свойства.
Прочность - способность материала сопротивляться внутренним напряжениям,
возникающим в результате действий внешних нагрузок. Нагрузки вызывают в материале
напряжение сжатия, растяжения, изгиба, среза и пр.
Прочность характеризуется пределом прочности, т.е. наибольшим напряжением,
соответствующим нагрузке, которая вызывает разрушение образца.
Предел прочности при сжатии определяют на гидравлическом прессе. Из испытуемого
материала изготавливают образцы стандартной формы, которые на прессе доводят до
разрушения.
Предел прочности при растяжении материалов определяют на разрывных машинах.
Строительные материалы также испытывают на изгиб.
Для этого образец в виде небольшой балочки помещают на две опоры и нагружают
посередине, постепенно увеличивая величину груза до разрушения.
Относительное удлинение при разрыве - способность пленки изменять первоначальную
длину при растяжении под действием внешних сил вплоть до разрыва.
Модуль упругости при растяжении характеризует степень жесткости пленки.
Метод определения прочности пленок на удар основан на деформации лакокрасочного
покрытия, нанесенного на металлическую пластинку, при свободном падении груза на пленку.
Прочность пленки на удар выражают величиной, характеризующей максимальную высоту
в сантиметрах, с которой падает груз массой 1 кг, не вызывая механических повреждений
пленки.
Твердость - способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого
материала.
Истираемость - способность материала уменьшаться в объеме и массе под действием
истирающих усилий.
Износ важен для материалов покрытий полов, а также некоторых лакокрасочных
покрытий.
Упругость способность материала изменять под влиянием нагрузки свою форму и
восстанавливать ее после удаления этой нагрузки. Упругими являются резина, различные
герметизирующие и уплотняющие прокладки, лакокрасочные пленки, древесина и др.
Пластичность - свойство, противоположное упругости, характеризуется способностью
материала под действием нагрузки изменять форму и размеры без образования трещин и
сохранять измененную форму после снятия нагрузки. Примерами пластичных материалов
служат глиняное тесто, строительные растворы, подмазочная паста.
Хрупкость - способность материала разрушаться под влиянием нагрузки внезапно, без
предварительного изменения формы и размеров. Хрупкому материалу в отличии от
пластичного нельзя придать при прессовании желаемую форму, т.к. такой материал под
нагрузкой дробиться на части или рассыпается.
Хрупки камни, стекло, чугун и др.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 2. Природные каменные материалы
2.1. Общие сведения
Природными каменными материалами называют материалы и изделия, получаемые
механической обработкой (дроблением, распиливанием, раскалыванием) горных пород. Таким
образом получают облицовочные плиты, камни и блоки для кладки стен, щебень. Некоторые
горные породы (песок, глину, гравий) используют и без обработки. Все эти виды строительных
материалов называют нерудными строительными материалами.
Благодаря разнообразным свойствам, высокой прочности, долговечности и
неограниченным запасам камень является универсальным строительным материалом. В
настоящее время природный камень в основном используется в качестве заполнителя в бетонах,
для устройства облицовки зданий и инженерных сооружений, а также каменные материалы
служат сырьем для получения керамики, вяжущих веществ, стекла и др. Значительно реже
природный камень применяют как местный строительный материал для кладки стен.
Природные каменные материалы классифицируют по следующим свойствам:
- по объемной массе - тяжелые (объемная масса более 1800 кг/куб.м) и легкие (объемная
масса менее 1800 кг/куб.м);
- по пределу прочности при сжатии на марки: от 4 до 1000, причем легкие каменные
материалы имеют марки до 200, а тяжелые - от 100 и выше;
- по морозостойкости на марки: от Мрз 10 до 500.
Технические требования к природным каменным материалам и изделиям устанавливаются
соответствующими ГОСТами и ТУ в зависимости от назначения материала и условий работы
сооружения или конструкции.
В зависимости от степени обработки различают грубообработанные каменные материалы
- песок, гравий, щебень, бутовый камень - и штучные изделия - пиленые штучные камни и
блоки для стен, плиты и профильные изделия для наружной и внутренней облицовки зданий и
сооружений.
2.2. Горные породы и минералы
Под горной породой понимают крупное скопление минералов, обладающее более или
менее постоянным составом и свойствами. Горные породы представляют собой механическое
сочетание одного или нескольких минералов, например, гранит состоит из трех минералов полевых шпатов, кварца и слюды. Процентное содержание минералов в горной породе
определяет ее состав. Форма, размеры и взаимное расположение минералов обусловливают
структуру горной породы. Минералогический состав и структура определяют свойства горной
породы.
Минерал - природное химическое соединение, однородное по своему составу, строению и
свойствам, образующееся в результате физико-химических процессов на поверхности и в
земной коре.
Минералы в основном твердые тела: кристаллические или аморфные.
К минералам относятся различные вещества: простые (самородные металлы, сера,
графит); окислы и гидроокислы (кварц, корунд);
соли различных кислот (хлориды - каменная соль, сульфаты - гипс, карбонаты - кальцит),
сложные соединения - силикаты и алюмосиликаты различных металлов (полевые шпаты,
слюды, асбест).
По происхождению горные породы делятся на магматические (изверженные), осадочные
и метаморфические (видоизмененные).
Магматические породы образовались в результате застывания магмы. Если магма
остывала в глубине земной коры, охлаждение шло медленно под большим давлением, то
образовывались крупнокристаллические, плотные горные породы (глубинные) - граниты,
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
сиениты, габбро. Объемная масса таких пород более 2500 кг/куб.м; они отличаются высокой
прочностью (не менее 100 МПа), износостойкостью, морозостойкостью (из-за отсутствия пор).
Эти породы хорошо полируются.
Если магма выливалась на поверхность земли, то образовывались излившиеся
магматические породы, не полностью закристаллизованные. Если из магмы медленно
выделялся газ, получалась пористая структура. К излившимся породам относятся базальты,
порфиры, диабазы. При вулканических извержениях могут образовываться пористые
обломочные породы - пемза и вулканический туф. Эти породы, объемная масса которых
800...1600 кг/куб.м, широко используют как стеновой камень и заполнитель для легких бетонов.
Осадочные породы образовались в результате разрушения других горных пород
(механические отложения) и химической (химические осадки) или биологической
(органогенные породы) переработки природного минерального сырья.
Под действием природных факторов (текущая вода, замораживание-оттаивание, нагрев и
охлаждение, ветер) образуются рыхлые механические отложения (гравий, песок, глина).
Возможна природная цементация песка и гравия (при этом образуются песчаники и
брекчии). Цементирующим веществом могут быть: углекислый кальций, окислы железа или
гидроокись кремния.
Органогенные породы образуются в результате отложения отмерших организмов
(ракушек, рачков и т. д.). К этим породам относятся известняки, известняки-ракушечники, мел,
состоящие в основном из карбоната кальция, диатомиты и трепелы, состоящие из аморфного
кремнезема.
Известняк - одна из основных горных пород, используемых в строительстве.
Объемная масса плотных известняков 2000...2400 кг/куб.м, известняков-ракушечников менее 1800 кг/куб.м.
Плотные известняки - прочные и морозостойкие породы. Из них получают щебень для
бетона. Благодаря светлой окраске (белой, светло-серой, желтоватой) известняки применяют
для облицовки.
Твердость известняков невелика, и они хорошо поддаются обработке, поэтому много
старинных зданий украшено резьбой по известняковому камню. Все виды известняков
используют для получения основных вяжущих веществ (цемента и извести).
В результате химических процессов - растворения минеральных веществ и последующего
выпадания твердых веществ из растворов - образовались химические осадочные горные
породы.
Из химических осадочных пород в строительстве используют природный гипс, доломит,
магнезит.
Метаморфические породы образуются в толще земной коры в результате видоизменения
других пород (магматических или осадочных) под действием давления, температуры и водных
минеральных растворов. К таким породам относятся мрамор, кварциты (уплотненные и
перекристаллизованные песчаники), гнейсы (слоистая разновидность гранита), глинистые
сланцы.
2.3. Строительные материалы из природного камня.
К грубообработанным материалам относятся песок, гравий, щебень и бутовый камень.
Песок - минеральные зерна размером от 0,14 до 5 мм, получаемые при просеивании
мелких рыхлых пород или дроблением.
Гравий - окатанные зерна размером от 5 до 150 мм, получаемые из рыхлых пород
просеиванием.
Щебень - куски камня неправильной формы размером от 5 до 150 мм, получаемые путем
дробления горных пород.
Бутовый камень (бут) (ГОСТ 22132-76) - крупные куски камня неправильной формы,
получаемые взрывным методом (рваный бут из осадочных или изверженных горных пород, или
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
плиты неправильной формы (постелистый бут или плитняк), получаемые выламыванием из
слоистых пород.
Для ручной укладки размер бутовых камней составляет 150…500 мм, масса 10…30 кг, для
механизированной масса хамней может достигать нескольких тонн. Бут из плотных пород
должен иметь марку не ниже 150 и коэффициент размягчения не менее 0,7.
Бутовый камень - дешевый строительный материал, применяется для кладки
фундаментов, стен вспомогательных помещений, массивных частей составляет 1000…1200 мм.
Пиленые плиты для внутренней облицовки изготовляют толщиной 5...15 мм, шириной 400 мм,
длиной 800 мм.
В зависимости от способа обработки поверхность облицовочных плит имеет различную
фактуру. Ударной обработкой получают грубые фактуры. При абразивной обработке получают
более гладкие фактуры.
Кроме грубообработанных и штучных стеновых и облицовочных изделий из природного
камня изготовляют материалы для дорожного и гидротехнического строительства.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 3. Керамические и стеклянные материалы
3.1. Общие сведения
Керамическими называют материалы и изделия, получаемые спеканием глиняного сырья
с минеральными добавками. Прочность, долговечность и декоративность керамических
материалов в сочетании с доступностью сырья и относительной простотой изготовления
способствуют широкому их распространению.
Современная промышленность выпускает разнообразный ассортимент керамических
материалов:
- стеновые (кирпич, керамические камни);
- для наружной и внутренней облицовки (керамические плитки, ковровая керамика);
- кровельные (черепица);
- санитарно-технические изделия (например, раковины, трубы);
- специальные (огне- и кислотоупорные).
Обжигом глиняного сырья получают самый распространенный пористый заполнитель для
легких бетонов - керамзит.
Керамические материалы и изделия по структуре черепка подразделяют на пористые,
водопоглощение по массе у которых более 5%, и плотные с водопоглощением менее 5%.
Основным сырьем для получения керамических материалов являются глины - осадочные
горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов. Глинистые минералы - рыхлая
смесь мельчайших частиц (менее 0,005 мм) различного состава, способных хорошо
адсорбировать влагу на своей поверхности.
Кроме глинистых минералов в глинах содержатся более крупные частицы - пыль
(размером от 0,005 до 0,15 мм) и песок (размером от 0,15 до 5 мм).
Глинистые минералы придают глине характерные свойства: при увлажнении глина
набухает и делается пластичной; при сушке мокрой глины объем ее уменьшается (происходит
усадка) и глина превращается в прочный камневидный материал. Переход глины из
пластичного состояния в камневидное обратимый: при повторном увлажнении глина вновь
размокает. Чем больше в глине частиц глинистых минералов, тем она больше способна вобрать
в себя воды, больше набухает, но труднее сохнет и дает большую усадку. Такие глины
называют жирными. Глины с большим количеством песчаных
частиц
характеризуются
небольшой усадкой и набуханием, легко сушатся, но пластичность у них пониженная.
Такие глины называются «тощими».
Для получения керамических изделий нужна смесь с оптимальным соотношением
глинистых и песчаных частиц. Такую смесь, которая хорошо формуется и достаточно быстро
сохнет, получают, добавляя в «жирную» глину отощающие добавки - песок, опилки.
Различные глины требуют определенных температур обжига и соответственно изделия из
них имеют различную огнеупорность. Поэтому признаку глины делят на легкоплавкие,
тугоплавкие и огнеупорные.
Легкоплавкие глины, содержащие большое количество примесей, плавятся при
температуре ниже 13 50 градусов С. Из таких глин, называемых кирпичными, изготовляют
кирпич, стеновые камни и черепицу.
Тугоплавкие глины плавятся при температуре 1350...1580 градусов С. Применяют их для
изготовления облицовочных керамических изделий, лицевого кирпича, канализационных труб.
Огнеупорные глины плавятся при температуре выше 1580 градусов С. Их применяют для
производства огнеупорных материалов.
Технология производства керамических материалов включает в себя добычу и подготовку
сырьевых материалов, формование изделий, сушку и обжиг изделий. Нарушение режима сушки
и обжига приводит к растрескиванию и короблению изделий.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
3.2. Глиняный обыкновенный кирпич
Обыкновенный керамический кирпич изготовляют из легкоплавких глин средней
пластичности. Существуют два способа производства кирпича - пластический и полусухой.
При пластическом способе кирпич-сырец формуют на ленточных прессах из пластичной
глиняной массы влажностью 18…20%.
Глиняная лента нарезается автоматическим устройством на кирпичи – сырцы. После
формования кирпич подается на сушку и после достижения 6... 8% влажности - на обжиг.
Изделия обжигают в тоннельных или кольцевых печах.
Полусухой способ производства кирпича отличается тем, что глина влажностью 6…7%
измельчается в порошок, из которого на специальных прессах поштучно формируется кирпич сырец. Такой сырец не требует сушки - его сразу же после формования можно обжигать.
Кирпич полусухого прессования имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов, чем
кирпич пластического формования. Кроме того, кирпич полусухого прессования менее
морозостоек.
Керамический кирпич выпускают размером 250*120*65 мм; реже 288*138*65 мм
(модульный) и 250*120*88 мм (утолщенный).
1 - ширина; 2 - длина; 3 - толщина; 4 - ложок;
5 - постель; 6 - тычок
Рисунок 1. Фрагмент кладки
Поскольку масса кирпича не должна превышать 4 кг, утолщенный и модульный кирпич
обычно делают с пустотами.
Приняты следующие обозначения граней кирпича: большой - постель, боковой длинной ложок и торцовой - тычок.
Основная характеристика качества кирпича - марка по прочности, определяемая по
результатам испытания на сжатие и изгиб пяти образцов оцениваемой партии.
По прочности кирпич и камни разделяют на марки 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100, 75
(средний предел прочности при сжатии в кг/кв.см).
Водопоглощение обыкновенного кирпича должно быть для марок выше 150 не менее 6%,
а для остальных марок не менее 8%.
По морозостойкости для кирпича установлены 4 марки: 15, 25, 35,50.
Обыкновенный керамический кирпич широко применяют в строительстве наружных и
внутренних стен зданий, фундаментов, дымовых труб и других конструкций• Кирпич
полусухого прессования нельзя применять для кладки цоколей, фундаментов и наружных стен
влажных помещений.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
3.3. Эффективный кирпич и керамические камни.
Эффективными кирпичами называют пустотелый, пористый и пористо-пустотелый
кирпич. Пустотелые кирпичи и камни имеют меньше дефектов и прочность их такая же, как и у
полнотелого кирпича.
Пустотелый и пористо-пустотелый кирпич получают пластическим формованием со
сквозными круглыми и щелевидными пустотами.
Пустотелый кирпич применяют для возведения наружных и внутренних стен зданий. При
использовании пустотелого кирпича существенно снижается масса стены: каждый кв. м стены
из пустотелого кирпича на 200...250 кг легче, чем из обыкновенного.
Это улучшает теплозащитные свойства стены и уменьшает расход основных материалов
(цемента, стали). Пустотелый кирпич нельзя применять для устройства цоколей, фундаментов и
подземных сооружений.
Строительный легкий кирпич получают обжигом смеси глин с легкими пористыми
осадочными породами (диатомитом, трепелом) или глин с выгорающими добавками. Легкий
кирпич отличается высокой пористостью. Легкий кирпич, отличающийся высокой
пористостью, относится к классу эффективных стеновых материалов.
Легкий кирпич используют для кладки наружных и внутренних стен зданий с нормальной
влажностью помещений. Возводить фундаменты и стены влажных помещений из легкого
кирпича запрещается.
По плотности и теплотехническим свойствам пустотелый кирпич подразделяют на
условно-эффективный, улучшающий теплотехнические свойства стен, и эффективный,
позволяющий уменьшить толщину стен.
Рисунок 2. Пустотелые керамические стеновые материалы
Керамические пустотелые камни получают пластическим прессованием из легкоплавкой
глиняной массы. В зависимости от размеров камни могут быть рядовые размером 250*120*138
мм, модульные 250*138*138 мм и укрупненные – 250*250*138 мм. Камни изготовляют с
вертикальными пустотами и реже с горизонтальными пустотами.
Плотность камней от 25 до 37%* Объемная масса керамических камней не превышает
1450 кг/куб.м. В зависимости от предела прочности при сжатии камни подразделяются на
марки от 75 до 250. Морозостойкость керамических камней должна быть не менее Мрз15.
Пустотелые камни применяют для кладки наружных и внутренних стен. Пустотелые
камни экономичнее обыкновенного кирпича.
Кирпичные блоки и панели представляют собой элементы массой более 0,5 т,
монтируемые с помощью подъемного крана. Они могут быть однослойными и с
теплоизоляционной прослойкой. В последнем случае общая масса стены и расход кирпича
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
сокращаются.
Чтобы обеспечить прочность панелей при транспортировании и монтаже, их армируют
стальной арматурой: в горизонтальных швах укладывают проволочную сетку, а по периметру
панели и в оконных проемах - каркас.
3.4. Облицовочные керамические материалы
К керамическим изделиям для наружной облицовки относятся лицевые кирпичи и камни,
керамические фасадные плиты, малогабаритные плитки и ковровая керамика.
Лицевые кирпичи и камни имеют такие же размеры, что и обыкновенный кирпич и
керамические камни, но отличаются высоким качеством отделки двух смежных сторон (ложка
и тычка).
Получают лицевой кирпич и камни из светложгущихся глин; возможно использование и
красножгущихся глин. Лицевой кирпич и камни изготовляют обычно пустотелыми.
Лицевые кирпичи и камни подразделяются на марки от 75 до ЗОО; морозостойкость их не
менее Мрз25; водопоглощение должно быть от 6 до 14%.
Лицевые кирпичи и камни применяют для облицовки фасадов зданий и сооружений,
лестничных клеток, вестибюлей и т.п.
Керамические фасадные плитки, предназначенные для облицовки фасадов зданий
одновременно с возведением стен, разделяют на закладные и прислонные плиты. Закладные
плиты, имеющие Г- образную форму, заделывают одним концом в кирпичную кладку.
Прислонные плиты крепят к стене на цементном растворе после возведения и осадки здания.
Плитки выпускают прямоугольными и квадратными. Марки фасадных плит 75...150;
водопоглощение не более 8%; морозостойкость не менее Мрз25.
Малогабаритные фасадные плитки имеют гладкую или офактуренную лицевую
поверхность. На тыльной стороне плиток сделаны рифления для лучшего сцепления с
раствором.
Ковровая керамика представляет собой малогабаритные цветные квадратные, реже
прямоугольные плитки, наклеенные на бумажную основу тыльной стороной вверх с
соблюдением заданной толщины швов.
Ковровую керамику применяют при отделке железобетонных панелей в заводских
условиях, что особенно эффективно, так как процесс отделки панелей совмещается с их
изготовлением.
Керамические плитки для внутренней облицовки выпускают размером 150*150 мм при
толщине не более 6 мм. Черепок плиток для внутренней облицовки пористый, лицевая
поверхность плиток покрыта белой или цветными глазурями; тыльная - рифленая.
Плитки изготовляют с дополнительными деталями: уголками, плинтусами, карнизами.
Плитки крепят к стене на цементном растворе или клеящих мастиках.
Облицовка плитками декоративна, долговечна и гигиенична.
Керамические плитки для полов имеют плотный черепок. Плитки обычно окрашены.
Крепят плитки цементным раствором или битумной мастикой.
Полы из керамических плиток водонепроницаемы, износостойки, легко моются, кислотои щелочестойки. Недостаток таких полов - высокая теплоусвояемость и трудоемкость укладки.
Полы из керамических плиток устраивают в помещениях, где требуется большая
водонепроницаемость и износостойкость, а также предъявляются повышенные санитарногигиенические требования.
3.5. Специальные виды керамических материалов
Огнеупорные материалы в виде кирпича и фасонных изделий применяют для
строительства промышленных печей и топок.
По степени огнеупорности их делят на: огнеупорные (температура огнеупорности
1580...1700 гр. С), высокоогнеупорные (1700…2000) и высшей огнеупорности (более 2000). Чем
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
меньше в материале примесей, тем выше его огнеупорность. Керамические материалы высшей
огнеупорности изготовляют из чистых окислов.
Наиболее распространены следующие огнеупорные материалы: шамотные, получаемые на
основе чистых каолиновых глин, динасовые - на основе кремнезема. Для материалов высшей
огнеупорности применяют окислы алюминия (корундовые огнеупоры), окислы магния и
циркония.
Лекальный кирпич - это обыкновенный глиняный кирпич, имеющий изогнутую форму.
Промышленность выпускает 4 типа кирпича, отличающихся длиной и радиусом кривизны. Из
такого кирпича выкладывают дымовые трубы и футеровку цилиндрических аппаратов и
установок, работающих при температуре до 700 градусов С.
Кислотоупорные керамические материалы используют для конструкций химических
предприятий.
Характерная особенность таких материалов - небольшая пористость и низкое
водопоглощение.
Промышленность выпускает кислотоупорные кирпичи, плитки, трубы и фасонные
изделия.
Санитарно-техническую керамику получают из беложгущихся глин. Различают три вида
санитарно- технической керамики: фаянсовая, полуфарфоровая и фарфоровая. К керамическим
санитарно-техническим изделиям относятся: раковины, унитазы, смывные бачки, трубы,
лабораторная посуда и т.п.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 4. Вяжущие вещества
4. 1. Виды минеральных вяжущих и сырье для их получения.
Виды вяжущих.
Тонкодисперсные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластичное
тесто, способное в результате физико-химических процессов со временем самопроизвольно
затвердевать в камень, называют вяжущими веществами. При переходе из теста в камневидное
состояние вяжущее вещество связывает, скрепляет между собой в монолит разрозненные
частицы других материалов. Этим свойством пользуются при изготовлении бетона.
Механическая смесь вяжущего (цемента, извести), воды и песка после затвердевания образует
строительный раствор в виде швов каменной кладки, слоя штукатурки или какого-либо
изделия.
Строительные вяжущие по составу делят на неорганические (минеральные) н
органические. Неорганическими вяжущими являются известь, цементы, гипсовые вяжущие,
жидкое стекло и др. Как правило, их затворяют водой, реже - водными растворами солей.
К органическим вяжущим относятся битумы, дегти, некоторые клеи, полимеры и др.
В зависимости от условий твердые и неминеральные вяжущие делят на воздушные,
гидравлические кислотостойкие и вяжущие автоклавного твердения.
Воздушные вяжущие твердеют и длительное время сохраняют свою прочность только на
воздухе. К ним относят воздушную известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие. Их
применяют только в сухих условиях.
Гидравлические вяжущие после предварительного твердения на воздухе сохраняют и
наращивают свою прочность в воде. К ним относят гидравлическую известь, портландцемент и
его разновидности, глиноземистый цемент и др. Для эффективного твердения гидравлических
вяжущих необходимо, чтобы в твердеющем материале постоянно была вода, в сухих условиях
они прекращают твердение.
Кислотостойкие вяжущие после затворения их водным раствором силиката натрия
(жидкого стекла) затвердевают на воздухе, после чего длительно сохраняют свою прочность
при воздействии некоторых кислот. Это особая разновидность воздушных вяжущих веществ,
основным представителем которых является кварцевый цемент. Эти материалы теряют
прочность в воде, а в среде едкой щелочи разрушаются.
Вяжущие автоклавного твердения - разновидность гидравлических вяжущих, они
затвердевают в среде насыщенного водяного пара, т.е. в условиях автоклавной обработки. В эту
группу входят нефелиновый цемент, известково-кремнеземистые, известково- зольные,
известково-шлаковые вяжущие и др.
Сырье для получения вяжущих.
Сырьевыми материалами для производства минеральных вяжущих служат горные породы
(природные камни) и побочные продукты промышленности - шлаки, золы, шламы и др.
Горные породы - геологические тела, образующие земную коруглавный источник
получения не только вяжущих веществ, но также керамики, стекла, заполнителей для бетонов и
растворов и др.
Минералы - составные части горной породы, однородные по химическому составу и
физическим свойствам, образующиеся в глубине и на поверхности земли в результате
протекающих там сложных физико-химических процессов.
По происхождению горные породы делят на три группы: изверженные (магматические),
осадочные и метаморфические (видоизмененные).
Изверженные горные породы - глубинные и излившиеся - образовались в результате
охлаждения магмы в глубине или на поверхности земли. Глубинные горные породы крупнокристаллические плотные, прочные на сжатие, хорошо шлифуются и полируются,
обладают красивой текстурой и высокой морозостойкостью. Это граниты, сиениты, диориты,
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
габбро, лабрадориты.
Излившиеся изверженные горные породы образовались в результате излияния магмы, ее
охлаждения и застывания у поверхности и на поверхности земли. Они бывают плотные и
пористые. К плотным относят порфиры, липариты, трахиты, андезиты, базальты, диабазы;
к пористым - пемзу, вулканические пеплы и туфы, туфолавы.
Осадочные горные породы образуются под воздействием сил природы и в результате
переотложения продуктов разрушения и выветривания различных горных пород, выпадения
осадков, жизнедеятельности организмов и растений. Их делят на механические обломочные
породы, химические осадки и органогенные отложения.
Обломочные породы бывают рыхлые (пески, глины, гравий, валуны) и сцементированные
- песчаники, конгломераты, брекчии.
Химическими осадками являются карбонаты - известняки, известковые туфы, доломиты,
магнезиты; сульфаты - гипсовые и ангидритовые породы; аэлиты - бокситы и латериты.
Органогенными породами являются: кремнистые - органогенные известняки - мел,
ракушечники, коралловые известняки.
Метаморфические горные породы образовались из изверженных и осадочных пород под
воздействием высоких температур и давлений, газов и горячих растворов.
К ним относятся: гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты, мраморы.
4.2. Глина как вяжущее вещество
Глину лишь условно можно отнести к простейшим минеральным вяжущим воздушного
твердения. При смешивании глины с водой образуется пластичное глиняное тесто, при
добавлении песка - глинопесчаный строительный раствор. Как тесто, так и раствор с течением
времени твердеют благодаря испарению воды, образуя довольно прочный камень, но до
первого соприкосновения с водой. В воде глиняный камень размокает, разваливается. При
повышении температуры глина набирает прочность.
Из глины и песка формуют кирпич-сырец.
Саман - блоки из глины, песка и соломенной сечки. Глиняные растворы незаменимы при
кладке печей и труб.
Применение глины весьма разнообразно: для изготовления строительной керамики,
огнеупоров, фаянса, фарфора; в качестве компонента сырьевой смеси в производстве цемента;
как воздушное вяжущее в кладочных и штукатурных растворах; в качестве пластификатора
цементных и других строительных растворах.
4.3.
Гипсовые вяжущие вещества
Характеристика.
В строительстве и промышленности применяют гипсовые вяжущие материалы строительный гипс, формовочный и высокопрочный, эстрих-гипс, ангидритовый цемент и др.
Это минеральные вяжущие воздушного твердения. В зависимости от температуры тепловой
обработки гипсовые вяжущие подразделяются на низкообжиговые и высокообжиговые.
Строительный и высокопрочный гипсы обладают рядом особенностей: быстро
охватываются и твердеют, обладают повышенной водопотребностью и пористостью, в
начальный период твердения увеличиваются в объеме, обладают низкой водостойкостью,
подвержены деформациям ползучести.
Свойства.
Оценка качества гипсовых вяжущих зависит от сроков схватывания, тонкости помола,
водопотребности, предела прочности при сжатии и изгибе.
По срокам схватывания гипсовые вяжущие делят на три группы:
А - быстро охватывающиеся (начало схватывания не ранее 2 мин - не позднее 15 мин);
В - нормально охватывающиеся (начало схватывания не ранее б нив - не позднее 30 мин);
В - медленно схватывающиеся (начало схватывания не ранее 20 мин - конец не
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
нормируется).
По тонкости помола, определяемой наибольшим остатком на сите с размером ячеек 0.2
мм, гипсовые вяжущие делят на три группы:
1 - грубый помол, остаток на сите не более 23%;
2 - средний помол, остаток на сите не более 14%;
3 - тонкий помол, остаток на сите не более 2%;
Водопотребность гипсового вяжущего определяют количеством воды в % от массы
вяжущего, необходимым для получения гипсового теста нормальной густоты.
Прочность гипсовых вяжущих определяют по результатам испытания образцов-балочек
размер 40*40*160 мм из гипсового теста нормальной густоты через 2 ч после изготовления.
По пределу прочности при сжатии и изгибе гипсовые вяжущие делят на 12 марок.
Гипсовые вяжущие не водостойки, они должны применяться в сухих условиях при
относительной влажности воздуха не более 60%.
Процесс схватывания водогипсовой смеси поддается регулированию, его можно
замедлить и ускорить добавками.
Для замедления схватывания применяют добавки, повышающие пластичность смеси,
известково-клеевая эмульсия, хвойный настой, водный раствор столярного клея, ЛСТ и др.
Для ускорения схватывания применяют добавки поваренной соли, сульфата натрия,
сульфата калия и др.
Ускорители схватывания применяют в небольшом количестве.
Применение.
В штукатурных работах применяют гипсовые вяжущие всех марок, среднего и тонкого
помола, нормального и медленного твердения. Гипсовые вяжущие служат основой для
приготовления мастик для приклеивания листов сухой штукатурки.
При изготовлении гипсовых изделий гипсовые вяжущие иногда затворяют водными
растворами синтетических смол, в результате получается материал полимергипс.
Перевозят гипсовые вяжущие в мешках или без упаковки, навалом. При этом их
предохраняют от увлажнения и загрязнения.
Даже при хранении в сухих условиях гипсовые вяжущие быстро теряют активность,
обладая высокой гигроскопичностью.
Гипсовые вяжущие можно применять без заполнителей и наполнителей. При
необходимости заполнителями могут служить древесные опилки, стружка, костра, шлаки,
керамзит и др.
Формовочный гипс используют для изготовления форм и моделей фарфоровых,
фаянсовых и других керамических изделий.
Ангидритовый цемент применяют для приготовления штукатурных и кладочных
растворов, бетонов, стяжек под линолеум, для устройства бесшовных полов и искусственного
мрамора.
Эстрих-гипс применяют для штукатурных и кладочных растворов, изготовления
искусственного мрамора, устройства мозаичных полов.
Ганч и гажа известны как материалы для штукатурки, скульптуры, объемнопластического декора резьбы и отливок различных деталей.
Гидратная известь - гашеная известь в виде белого порошка заводского изготовления.
Влажность гидратной извести должна быть не более 5%. Хранят известь в силосах или
бункерах; перевозят в цементовозах, контейнерах, бумажных мешках или навалом.
Применяют гидратную известь для производства известково-шлаковых и других вяжущих
веществ, получения известковых красок и в качестве разбавителя в цветных растворах,
приготовления кладочных и штукатурных растворов.
Известковое тесто образуется при гашении комовой извести избыточным количеством
воды. Чем меньше в известковом тесте непогасившихся частиц, тем выше его качество.
Перевозят его в автоцистернах.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Строительную воздушную известь применяют также для приготовления бетонов низких
марок, для производства силикатного кирпича, ячеистых изделий автоклавного твердения,
известковых красок и др.
4.5.
Строительная гидравлическая известь и известесодержащие вяжущие
Строительная гидравлическая известь - вяжущее, получаемое в результате умеренного
обжига при температуре 900-1100 градусов Цельсия мергелистых известняков с содержанием в
них глины и песчаных примесей 6-20%.
Затворенная водой гидравлическая известь после предварительного твердения на воздухе
продолжает твердеть в воде.
Гидравлическая известь, смоченная водой, гасится, рассыпается в порошок, а залитая
водой образует тесто, которое, начав твердеть на воздухе, продолжает твердеть в воде. Тесто
гидравлической извести употребляют в дело сразу после приготовления, хранить его больше
суток нельзя, т.к. оно затвердеет.
Обычную гидравлическую известь применяют для приготовления штукатурных и
кладочных растворов, а высококачественную - в бетонах низких марок и шлакобетоне как в
сухой, так и во влажной среде.
Известесодержащие вяжущие получают на основе воздушной и гидравлической извести и
активных минеральных добавок. Вяжущие вполне пригодны для получения строительных
растворов и малопрочных бетонов, т.к. заменяют цементы.
Известково - пуццолановые вяжущие гидравлические материалы, получаемые
совместным помолом негашеной извести (10-30%), активных минеральных добавок (85-70%) и
природного гипса до 5%. Добавками служат: диатомит, трепел, пемза, туф, вулканический
пепел и др.
Рекомендуются для кладочных и штукатурных растворов и бетонов низких марок в
подземных или подводных сооружениях, для производства изделий с применением
тепловлажностной и автоклавной обработки.
Известково-шлаковые цементы - гидравлические вяжущие, получаемые совместным
помолом извести (10- 30%), доменного гранулированного шлака (85-70%) и природного гипса
до 5%.
Применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов и бетонов марок не
выше 200, а также для производства бетонных изделий при автоклавной обработке.
4.6. Портландцемент
Портландцемент - один из основных строительных материалов, без которого невозможно
получить бетон, железобетонные конструкции, высокопрочные растворы для каменных кладок
и штукатурок.
Портландцемент - тонкодисперсное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в
воде и на воздухе, обладающее высокими водостойкостью и прочностью.
Выпускают портландцемент без добавок и с активными минеральными добавками в
количестве до 15% от массы цемента.
Сырьем для производства портландцемента служит мергель - осадочная горная порода,
представляющая собой тесную смесь известняка с глиной. Но мергель встречается редко,
потому чаще всего отдельно добываемые известняк и глину смешивают в соотношении 3:1
(масс.ч.). В сырьевую смесь вводят корректирующие добавки.
При смешивании портландцемента с водой образуется пластичное, легко формуемое
клейкое тесто, постепенно густеющее и переходящее в камневидное состояние.
Свойства.
Портландцемент, затворенный водой, образует пластичное цементное тесто.
Водопотребность цемента сравнительно невелика. Сроки схватывания портландцемента
нормированы: начало должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее 10 часов с момента
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
затворения водой.
Прочность портландцемента характеризуют маркой, которую устанавливают по пределу
прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек размером 40*40*160 мы, испытанных в
возрасте 28 сут твердения. Промышленность выпускает портландцемент 4 марок.
Тепловыделение при твердении цемента проходит длительное время, поэтому сильный
разогрев бетона и раствора не происходит.
Равномерность изменения объема цемента при твердении - признак его высокого
качества.
4.7. Разновидности портландцемента и другие цементы
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) характерен быстрым нарастанием прочности в
первые дни твердения. Применяют БТЦ для изготовления сборного железобетона и
монолитного бетона зимой.
Под влиянием влаги воздуха БТЦ комкуется и быстро теряет свою активность, его не
следует долго хранить.
Кроме БТЦ промышленность выпускает особобыстротвердеющий высокопрочный
портландцемент (ОБТЦ) и сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ).
Пластифицированный портландцемент придает растворным и бетонным смесям
повышенную подвижность по сравнению с обычным.
Эффект пластификации используют для уменьшения воды в бетоне и растворе,
повышения их плотности, морозостойкости и водонепроницаемости.
Гидрофобный портландцемент при длительном хранении даже во влажных условиях не
портится, не комкуется, сохраняет свою активность.
Гидрофобный цемент улучшает структуру цементного камня, повышает его плотность,
что приводит к повышению морозостойкости и водонепроницаемости растворов и бетонов,
снижает образование высолов на штукатурке.
Белый портландцемент - вяжущее вещество, твердеющее на воздухе и в воде. Начало
схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее, чем через 12 ч
после затворения водой.
Применяют для архитектурно-отделочных работ, а также в качестве связующего при
приготовлении малярных составов. На его основе при тщательном смешивании или совместном
помоле со щелочестойкими пигментами получают цветные портландцементы.
Цветной портландцемент - вяжущее вещество, твердеющее на воздухе и в воде.
Выпускают марок 300,400, 500 желтого, розового, красного, коричневого, зеленого, голубого и
черного цветов.
Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее, чем
через 12 ч после затворения водой.
Применяют для архитектурно-отделочных работ, в качестве связующего при
приготовлении малярных составов, для индустриальной отделки стеновых панелей,
подоконников, лестничных ступеней и др.
Шлакопортландцемент более стоек в мягких и минерализованных водах, более жаростоек,
интенсивно твердеет при тепловлажностной обработке, но менее морозостоек по сравнению с
портландцементом.
Применяют для бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных
конструкций, для сборных конструкций с использованием тепловлажностной обработки, для
приготовления кладочных и штукатурных растворов.
Пуццолановый портландцемент менее морозо- и воздухостоек; бетоны и растворы на нем
имеют большую усадку, низкую стойкость к попеременному увлажнению и высыханию.
Рекомендуется применять для массивных бетонных конструкций, постоянно находящихся
во влажных условиях.
Цементы для строительных растворов представляют собой как бы разбавленный
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
активными и инертными добавками портландцемент применяют для кладочных и штукатурных
растворов.
Глиноземистый цемент - специальный цемент, отличается необычно быстрым
твердением, высокой прочностью.
Это вяжущее применяют в специальных сооружениях; при аварийных работах; при
скоростном сооружении железобетонных конструкций; для жаростойких бетонов и растворов;
для получения расширяющихся цементов.
Расширяющиеся и безусадочные цементы.
Используются при заделке стыков сборных конструкций, при получении
водонепроницаемых бетонных покрытий и плотных гидроизоляционных штукатурок.
Расширяющийся портландцемент в условиях кратковременного пропаривания быстро
твердеет, отличается высокой плотностью и Водонепроницаемостью.
Водонепроницаемый расширяющийся цемент является быстросхватывающимся и
быстротвердеющим гидравлическим вяжущим; отличается увеличением объема при твердении,
высокой плотностью и водонепроницаемостью.
Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент быстротвердеющее гидравлическое
вяжущее, расширяющееся при твердении в воде (до 1%) и безусадочное при твердении на
воздухе.
4.8. Жидкое стекло и кислотоупорный цемент
Жидкое отекло - воздушное вяжущее, твердеет медленно. Перевозят его в бочках, хранят
в закрытых отапливаемых складах.
Натриевое жидкое стекло применяют для изготовления кислотоупорных и жароупорных
бетонов, штукатурок, замазок, уплотнения грунтов.
Калиевое жидкое стекло применяют для изготовления силикатных красок, клеящих
составов.
Кислотоупорный кварцевый цемент вяжущими свойствами не обладает, его затворяют
жидким стеклом, которое и является вяжущим. Быстро схватывается, твердеет в воздушносухих условиях и при положительной температуре.
Применяют для изготовления кислотостойких растворов, бетонов, замазок, обмазок, для
футеровки химических аппаратов, устройства кислотостойких полов.
4.9. Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ)
ГЦПВ - гидравлическое -вяжущее, получаемое смешиванием гипсового вяжущего (50 70%), портландцемента (15 - 25%) и активной минеральной добавки (10 - 25%) - диатомита,
трепела и др.
Вяжущее твердеет нормально. Начало схватывания наступает не ранее 4 мин, конец - не
позднее 20 мин (как у гипса).
Изделия и конструкции на основе ГЦПВ для получения необходимой прочности в
процессе твердения требуют систематического увлажнения.
Основное применение ГЦПВ - заводское производство санитарно-технических кабин,
стеновых панелей и др.
4.10. Добавки к минеральным вяжущим веществам и растворным смесям
Активные минеральные добавки - природные или искусственные материалы, которые в
тонкоизмельченном виде при смешивании с гидратной известью и водой образуют тесто,
твердеющее сначала на воздухе и способное затем продолжать твердеть в воде. Они бывают
природные и искусственные.
Природные добавки - это горные породы изверженного (вулканические пеплы пуццоланы и туфы, пемза, трассы и др.) или осадочного происхождения (диатомиты, трепелы,
опоки, глиежы).
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Искусственные добавки - это доменные гранулированные шлаки, нефелиновый шлам,
зола-унос, топливные шлаки, самовозгорающиеся в отвалах пустые шахтные породы, продукты
обжига глины - глинит, цемянка, керамзит и др.
Активные минеральные добавки применяют в качества составной части смешанных
вяжущих материалов - пуццоланового портландцемента, шлакопортландцемента и др. Они
придают цементам водостойкость, бетоны и растворы становятся более плотные и стойкие
против коррозии, но они несколько снижают прочность цемента, бетона и раствора.
Добавками - наполнителями являются молотые известняки, пески, глина, изверженные
горные породы, доменные шлаки, золошлаковая смесь, топливные шлаки и золы.
Добавками - замедлителями схватывания цементов являются природный гипс, слабый
раствор серной кислоты, сернооксидное железо. Очень быстрое гашение извести сдерживают
добавкой молотого природного гипса, кератиновым замедлителем, водным раствором
животного клея и поверхностно-активными добавками.
Добавками - ускорителями твердения цементов являются хлорид кальция, хлорид натрия,
соляная кислота, молотая негашеная известь, поташ, хлорид железа. Не рекомендуется
применять добавки- ускорители твердения вяжущих при оштукатуривании по металлической
сетке, при отделке влажных помещений и поверхностей, на которых не допускаются высолы.
Поверхностно - активные добавки (ПАВ) бывают гидрофильно - пластифицирующие,
гидрофобно- пластифицирующие и микропенообразующие.
Гидрофильно - пластифицирующей добавкой являются ЛСТ (лигносульфонаты
технические), которые улучшают смачивание частиц цемента водой, при этом ослабляются
силы взаимного сцепления между частицами вяжущего, повышаются пластичность цементного
теста и подвижность растворной и бетонной смеси.
Гидрофобно-пластифицирующими добавками являются мылонафт, асидол, синтетические
жирные кислоты и их соли и кремний органические жидкости.
Микропенообразующие добавки вызывают в растворной и бетонной смеси микропену,
подвижность смеси значительно повышается. К ним относят абиетат натрия (его получают
омылением канифоли едким натром) и омыленный древесный пек - нейтрализованные щелочью
смоляные кислоты древесного пека хвойных пород.
Суперпластификаторы - синтетические полимерные добавки. Они оказывают повышенное
пластифицирующее действие на бетонные и растворные смеси г улучшают структуру и
повышают прочность и морозостойкость растворов и бетонов.
Добавками к кислотостойким растворам являются тонкомолотые горные породы андезит, базальт, диабаз, грабит, природный пылевидный кварц и тонкомолотые кварц, фарфор
и каменное литье.
Добавками - наполнителями к щелочестойким растворам служат тонкомолотые
известняки и доломиты.
Добавки к жаростойким растворам - тонкомолотые хромитовая руда, активные
минеральные добавки, андезит, диабаз, тальк, магнезит, шамот, полукислые огнеупоры. К
растворам на портландцементе пригодны только хромитовая руда и шамот.
Противоморозными добавками, понижающими температуру замерзания жидкой фазы
растворных смесей служат хлорид натрия совместно с хлоридом кальция в количестве до 7.5%,
нитрит натрия до 10% и поташ до 15% массы цемента.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 5. Заполнители для бетонов и растворов
5.1. Общие сведения.
Заполнители для бетонов и растворов - это природные или искусственные каменные
сыпучие материалы, занимающие до 85% от общего объема бетона. В цементных бетонах и
растворах заполнители снижают усадку материала и повышают его трещиностонкость. Кроме
того, заполнители во многом определяют свойства бетона. Например, используя в качестве
заполнителя чугунную дробь, железные руды, получают особо тяжелый бетон, защищающий от
ионизирующих излучений.
В зависимости от размера зерен различают заполнители мелкие (0,14...5 мм) и крупные
(5...70 мм). Мелкий заполнитель - это песок. Крупный заполнитель - щебень или гравий.
По происхождению заполнители бывают природные (песок, гравий, природный щебень),
добываемые в карьерах и подвергаемые дроблению, просеиванию и промывке; искусственные,
получаемые дроблением или переработкой отходов промышленности.
Структура заполнителя - материала, состоящего из отдельных зерен, характеризуется
двумя показателями: межзерновой пустотностью и пористостью частиц заполнителя.
Обобщенной характеристикой, учитывающей эти два показателя, служит насыпная объемная
масса заполнителя, которая представляет собой массу единицы объема сыпучего материала,
взятого вместе с пустотами.
По объемной насыпной массе заполнители подразделяются на:
- тяжелые (плотные), имеющие насыпную объемную массу более 1200 кг/куб.м;
- легкие (пористые), имеющие насыпную объемную массу менее 1200 кг/куб.м.
Заполнители должны отвечать следующим требованиям:
 размер зерен должен быть таков, чтобы объем пустот между ними был минимальный;
это достигается в том случае, если пустоты между крупными зернами заняты более мелкими;
 поверхность зерен заполнителя должна обеспечивать хорошее сцепление с твердеющим
вяжущим, на поверхности не должно быть глинистых и пылеватых загрязнений;
 заполнитель не должен содержать примесей, отрицательно действующих на твердение
вяжущего и на последующую прочность и стойкость бетона и раствора.
5.2. Песок
Природный песок - рыхлая смесь зерен крупностью от 0,14 до 5 мм. Природные пески
состоят главным образом из зерен кварца, возможна примесь полевых шпатов, слюды,
известняка.
Объемная насыпная масса песков составляет 1300...1500 кг/куб.м.
Горные (овражные) пески образуются в результате выветривания горных пород и
последующего переноса ветром и ледниками.
Они имеют угловатую форму и шероховатую поверхность, что способствует хорошему
сцеплению с вяжущим. Недостаток таких песков - загрязненность глиной и примесь гравия в
них.
Речные и морские пески более чистые, чем горные, но более мелкие и имеют округлую
форму.
Искусственные пески используются значительно реже.
Искусственные тяжелые пески, получаемые дроблением плотных горных пород,
применяют для изготовления отделочных растворов, кислотостойких растворов и бетонов.
Искусственные легкие пески получают дроблением пористых горных пород (пемза, туф).
Наибольшее распространение получил перлитовый песок.
Зерновой состав песка определяется на стандартном наборе сит с размерами ячеек: 5; 2,5;
1,25; 0,63; 0,314 и 0,14 мм. Сначала определяют частные остатки (в %) на каждом сите (а2,5;
а1,25; а0,63 и т.д.), затем полные остатки (А2,5; А1,25; АО,63 и т.д.). Полный остаток на любом
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
сите равен сумме частных остатков на этом сите и всех вышерасположенных ситах.
На основании результатов ситового анализа можно рассчитать модуль крупности:
Мк=(А2,5+А1,25+А0,63+А0,315+А0,14)/100.
По зерновому составу пески делятся на крупные, средние, мелкие и очень мелкие.
Группа песка
Модуль крупности
Полный остаток на сите
N 0,63,%
Крупный
Более 2,5
Более 50
Средний
2,5…2
30…50
Мелкий
2...1,5
10...30
Очень мелкий
1,5…1
Менее 10
Для строительных растворов рекомендуется применять пески с модулем крупности более
1,2, а для бетонов - более 2.
В строительстве часто используют фракционированный песок, разделенный на крупную
(5...1,25 мм) и мелкую (1,25...0,14 мм) фракции.
Для бетонов применяют песок крупностью не более 5 мм, для растворов, используемых
для замоноличивання сборных железобетонных конструкций и заполнения швов при монтаже
панелей - песок крупностью не более 5 мм; для растворов, служащих для кладки кирпича,
камней правильной формы и блоков, - песок крупностью не более 2,5 мм; для штукатурных
отделочных растворов - песок крупностью не более 1,25 мм.
Количество мелких зерен в песке, проходящих через сито 0,14 мм, не должно превышать
для песка, используемого в строительных растворах, 20% ив бетонах 10%. Для соединения
частиц песка в растворе или бетоне необходимо, чтобы цементное тесто покрывало всю
поверхность каждой песчинки. Таким образом, расход цемента будет возрастать с увеличением
удельной поверхности песка, т.е. с увеличением количества мелких фракций в песке. Поэтому
не допускается использовать для бетонов песок с Мк ниже 2 и для растворов с Мк ниже 1,2.
Присутствие в песке пылеватых и глинистых примесей снижает прочность и
морозостойкость бетонов и растворов.
Если в песке присутствуют органические примеси, они вредно влияют на процесс
твердения цемента; большое количество примесей может сильно понизить прочность бетона
или раствора.
Песок обладает способностью изменять свой объем и объемную насыпную массу при
изменении влажности в пределах от 0 до 20...25%. Сильное снижение объемной насыпной
массы при влажности 3…10% по сравнению с сухим песком происходит потому, что каждая
песчинка покрывается тонким слоем воды и общий объем песка возрастает.
5.3. Крупные заполнители
В качестве крупного заполнителя для бетона используют гравий и щебень.
По крупности зерен щебень и гравий разделяют на следующий фракции: 5...10, 10...20,
20...40, 40…70; для массивных конструкций допускается использовать фракции 70...150. В
строительстве применяют крупный заполнитель в виде смеси фракций, обеспечивающей
минимальную межзерновую пустотность, или в виде отдельных фракций при условии
последующего их смешения в заданных соотношениях.
К тяжелым заполнителям относят: гравий, получаемый из природных залежей; его
обработка заключается в сортировке по фракциям и промывке; щебень, получаемый
дроблением горных пород, крупных фракций гравия и плотных металлургических шлаков.
Чтобы щебень и гравий не снижали прочность и долговечность бетона, они не должны
содержать выше установленных норм пылеватые, глинистые, илистые и органические примеси.
Глина в виде комков в щебне и гравии не допускается.
Для тяжелых бетонов нормируется прочность крупного заполнителя, но во всех случаях
прочность заполнителя должна быть выше прочности бетона. То же относится и к
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
морозостойкости заполнителя.
Пористые заполнители для легких бетонов получают главным образом искусственным
путем. Из природных пористых заполнителей применяют щебень из пемзы, туфа и пористых
известняков. Из
искусственных пористых заполнителей широко применяют керамзит, шлаковую пемзу,
аглопорит и перлит.
Керамзит - гранулы округлой формы с пористой сердцевиной и плотной спекшейся
оболочкой. Прочность керамзита - до 6 МПа, объемная масса - 150...800 кг/куб.м. Получают
керамзит быстрым обжигом во вращающихся печах легкоплавких глинистых пород с большим
содержанием окислов железа и органических примесей.
Керамзит выпускают в виде гравия с гранулами размером 5…40 мм и песка (зерна менее 5
мм). Марки керамзита от 150 до 800.
Шлаковая пемза (термозит) - пористый щебень, получаемый вспучиванием
расплавленных металлургических шлаков путем их быстрого охлаждения водой или паром.
Марки шлаковой пемзы 400,600 и 800. Прочность - 0,4…2 МПа.
Аглопорит - пористый заполнитель в виде щебня, гравия, получаемый спеканием
сырьевой шихты из глинистых пород и топливных отходов• Марки аглопорита от 400 до 1000.
Вспученный перлитовый песок и щебень - пористые зерна белого или светло-серого
цвета, получаемые путем быстрого нагрева вулканических горных пород, содержащих
небольшое количество (3...5%) гидратной воды. При обжиге исходная порода увеличивается в
объеме в 5...15 раз, а пористость образующихся зерен достигает 85…90%.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 6. Бетоны
6.1. Общие сведения
Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и
затвердевания бетонной смеси. Бетонной смесью называется перемешанная до однородного
состояния пластичная смесь, состоящая из вяжущего вещества, воды, заполнителей и
специальных добавок. Состав бетонной смеси подбирается таким образом, чтобы при данных
условиях
твердения
бетон
обладал
определенными
свойствами
(прочностью,
морозостойкостью, объемной массой и др.).
Бетон состоит из большого количества зерен заполнителя, связанных затвердевшим
вяжущим веществом.
Рисунок 3. Структура бетона (частицы крупного и мелкого заполнителя – светлые,
цементный камень – черный)
Заполнитель занимает примерно 80…85% объема бетона. В качества заполнителей
обычно применяют песок, гравий, щебень или отходы промышленности (дробленые
металлургические шлаки).
Особо тяжелый бетон имеет объемную массу более 2500 кг/куб.м, т.е. тяжелее
большинства горных пород, а особо легкие теплоизоляционные - менее 500 кг/куб.м. Прочность
бетонов достигает 100 МПа. Бетон - огнестойкий материал, а в настоящее время получены
бетоны, стойкие к самым разнообразным агрессивным воздействиям.
Бетоны в зависимости от объемной массы принято делить на:
o особо тяжелые - с объемной массой более 2500 кг/куб.м, получаемые на тяжелых
заполнителях (железные руды, чугунная дробь, обрезки стали);
o тяжелые - с объемной массой от 2200 до 2500 кг/куб.м, заполнителями в которых служат
плотные горные породы (гранит, известняк);
o облегченные - с объемной массой от 1800 до 2200 кг/куб;
o легкие - с объемной массой 500...1800 кг/куб.м.;
o особо легкие (теплоизоляционные) - с объемной массой менее 500 кг/куб.м.
По виду применяемого вяжущего бетоны подразделяются на

цементные (вяжущее - портландцемент),

силикатные (известково - кремнеземистое вяжущее),

гипсовые (гипсовые вяжущие).
Бетоны бывают на органических вяжущих: на битуме - асфальтобетон и на синтетических
смолах - полимербетон.
Бетонная смесь представляет собой пластично-вязкую массу, сравнительно легко
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
принимающую любую форму и затем самопроизвольно переходящую в камневидное состояние.
6.2. Свойства бетонной смеси
Бетонная смесь состоит из цементного теста, мелкого и крупного заполнителя. Все эти
компоненты влияют на вязко-пластичные свойства смеси.
Так же существенно влияет на свойства бетонной смеси вязкость цементного теста. Чем
больше в цементном тесте воды, тем пластичнее получается тесто и пластичнее бетонная смесь.
Очень важное свойство бетонной смеси – способность разжижаться при периодически
повторяющихся механических воздействиях и вновь загустевать при прекращении воздействий.
Это свойство называется тиксотропией.
На практике вязко-пластичные свойства бетонной смеси оценивают по показателям ее
удобоукладываемости. Удобоукладываемость - свойство бетонной смеси легко укладываться в
форму и уплотняться под воздействием различных способов уплотнения, не расслаиваясь в
процессе укладки. Удобоукладываемость оценивается по показателям подвижности и
жесткости.
Подвижность пластичных смесей характеризуется величиной осадки стандартного конуса.
Для этого стандартный конус заполняют бетонной смесью в три слоя, уплотняя каждый слой
стыкованием. Избыток смеси срезают, конус снимают и измеряют осадку бетонной смеси.
Величина осадки в сантиметрах служит показателем подвижности смеси.
Рисунок 4. Определение удобоукладываемости смеси.
Жесткость бетонных смесей оценивают с помощью технического вискозиметра. За
характеристику жесткости принимается время вибрации, в течение которого бетонный образец
в виде конуса займет горизонтальное положение в форме.
Жесткость бетонных смесей определяется по времени вибрации в секундах
необходимому для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса
бетонной смеси в приборе для определения жесткости. Прибор представляет собой
цилиндрический сосуд, на котором закреплен штатив. Прибор закрепляют на виброплощадке и
внутри цилиндра устанавливают стандартный конус. Конус заполняют бетоном в три слоя.
Затем форму-конус снимают и на поверхность бетона опускают металлический диск. После
этого включают вибратор. Время, в течение которого бетон распределится в цилиндре
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
равномерно и начнется выделяться цементное тесто, принимается за показатель жесткости.
Рисунок 5. Прибор для определения удобоукладываемости бетонной смеси
Применяют особо жесткие, жесткие, малоподвижные, подвижные и литые бетонные
смеси.
Все бетонные смеси должны обладать связностью - способностью не расслаиваться,
разделяясь на отдельные компоненты при транспортировании и укладке.
6.3. Свойства бетона.
Основные свойства бетона - прочность, морозостойкость, водонепроницаемость,
огнестойкость.
Прочность бетона при сжатии значительно (в 10…20 раз) выше, чем при растяжении и
изгибе. Поэтому в строительных конструкциях бетон подвергается сжимающим напряжениям.
При нормальной температуре и постоянной влажности бетона рост прочности
продолжается очень длительное время, но скорость набора плотности со временем затухает.
Прочность бетона характеризуется его массой.
Для тяжелых бетонов установлены марки: М50, М75, М100, М150, М200, М250, M30G,
М350, М400, М450, М500, М600, М700 и М800.
Прочность бетона зависит от прочности составляющих его материалов и от прочности
сцепления их друг с другом. На прочность бетона главным образом влияет затвердевший
цементный камень и прочность его сцепления с заполнителем. Чем выше марка цемента, тем
прочнее цементный камень.
Кроме того, на прочность цементного камня сильно влияет соотношение цемента и воды.
Чем больше будет избыточной воды, тем больше будет пор в цементном камне ниже его
прочность.
Прочность сцепления между цементным камнем и заполнителем определяется качеством
поверхности заполнителя. Если поверхность шероховатая, то прочность бетона будет большей,
чем в случае гладкого заполнителя. Зависимость прочности бетона от вышеперечисленных
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
факторов может быть выражена формулой:
Rб = АRц (Ц/В-0,5),
где Rб - прочность бетона, кгс/кв. см; Rц - марка цемента; Ц/В - цементно-водное
отношение; А коэффициент, зависящий от вида бетона и качества заполнителей.
Усадка бетона. При твердении бетона на воздухе происходит усадка - сокращение
размеров, которая может достигать 0,3... 0,5 мм на 1 м длины изделия из бетона. Основная
причина усадки бетона - усадка твердеющего цементного теста, поэтому чем больше в бетоне
цемента, тем больше его усадка и вероятность растрескивания.
Пористость и морозостойкость бетона. Чтобы уменьшить пористость бетона, нужно
уменьшить количество воды по отношению к цементу и снизить общее содержание цементного
теста в бетоне.
В среднем пористость бетона составляет 5…7%. При такой пористости бетон
водонепроницаем, но для легких нефтепродуктов и газов проницаемость бетона значительна.
Морозостойкость бетона зависит от количества пор и от их характера (открытые и
закрытые).
Для получения морозостойкого бетона необходимо применять морозостойкие
заполнители, снижать до минимума содержание воды в бетоне, но при этом обеспечивая
максимально плотную укладку бетонной смеси с помощью вибраторов или других механизмов.
Огнестойкость. Под огнестойкостью бетона понимают его способность сохранять
прочность при кратковременном воздействии высоких температур, например при пожаре. При
кратковременном нагреве бетон прогревается на небольшую глубину, причем содержащаяся в
нем вода испаряется, понижая температуру бетона.
При длительном действии высоких температур в бетоне могут произойти необратимые
химические изменения, сопровождающиеся потерей прочности.
6.4.
Производство бетонной смеси. Подбор состава бетона
Технология производства бетона состоит из подбора состава бетона, приготовления
бетонной смеси, транспортирования и укладки бетонной смеси и твердения бетона.
Подбор состава бетона. Состав бетонной смеси должен быть таков, чтобы бетонная смесь
и затвердевший бетон имели требуемые свойства (удобоукладываемость, прочность,
морозостойкость), а стоимость бетона была возможно более низкой.
Для этого проводят расчет состава бетона для данных сырьевых материалов. Требуемая
марка бетона обеспечивается нужной марки цемента и расчетом отношения Ц/В.
Общее количество заполнителей и соотношение крупного и мелкого заполнителя
рассчитывают так, чтобы расход цемента был минимальным. Для этого объем крупного
заполнителя должен быть максимально возможным, мелкий заполнитель должен занять
пустоты крупного.
Увеличивая или уменьшая содержание цементного теста, можно увеличить или
уменьшить подвижность бетонной смеси.
Состав бетона может быть записан в двух формах:
1 - в виде расхода материалов (в кг) для получения одного куб. м бетона;
2.
- в виде соотношения компонентов бетона в частях по массе или объему, при этом
количество цемента принимается за 1.
Приготовление бетонной смеси производится в бетоносмесителях.
Применяют два вида бетоносмесителей:

свободного падения (гравитационные)

принудительного перемешивания»
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
а)
б)
Рисунок 6. Бетоносмесители
а) свободного падения;
б) принудительного перемешивания
В бетоносмесителях свободного падения материал перемешивается в медленно
вращающихся вокруг горизонтальной или наклонной оси смесительных барабанах,
оборудованных внутри лопастями. Лопасти захватывают материал, поднимают его и при
переходе в верхнее положение сбрасывают. В результате многократного подъема и падения
материалов обеспечивается перемешивание бетонной смеси. Загрузочная вместимость
бетоносмесителей – 100…4500 л.
При перемешивании мелкие компоненты бетонной смеси входят в межзерновые пустоты
более крупных, поэтому объем получаемой бетонной смеси составляет 0,7…0,6 от объема
исходных сухих компонентов. Этот показатель называется коэффициентом выхода бетона.
Время перемешивания зависни от подвижности бетонной смеси и объема
бетоносмесителя. Чем меньше подвижность смеси и чем больше вместимость бетоносмесителя,
тем больше время перемешивания.
Бетоносмесители принудительного перемешивания представляют собой широкие
стальные чаши, в которых смешивание производится вращающимися лопатками, насаженными
на вертикальные валы. Эти бетоносмесители используются для получения жестких бетонных
смесей на легких пористых заполнителях.
Описанные бетоносмесители - периодического действия. Применяют также
бетоносмесители непрерывного действия. Они имеют корытообразную форму; рабочий орган у
них одновременно осуществляет перемешивание и перемещение бетонной смеси от
загрузочного отверстия к выгрузочному. Они используются на объектах с большим объемом
бетонных работ.
Бетоносмесители могут быть передвижные и стационарные. Но чаще всего бетонные
смеси приготовляют на специализированных бетонных заводах, имеющих высокую степень
механизации и автоматизации.
Транспортирование бетонной смеси. Обязательное требование ко всем видам
транспортирования бетонной смеси - сохранение ее однородности и подвижности.
Транспортирование бетонной смеси на стройке или на заводах сборного железобетона
производят вагонетками, конвейерами и бетононасосами.
Укладка бетонной смеси должна обеспечивать максимальную плотность бетона. Методы
укладки и уплотнения определяются видом бетонной смеси и типом конструкции.
Пластичные текучие смеси уплотняются под действием силы тяжести или путем
стыкования, жесткие смеси подвергают вибрированию.
Вибрирование - метод, основанный на использовании тиксотропных свойств бетонной
смеси. Частицам бетонной смеси передаются быстрые колебательные движения от источника
колебаний вибратора.
При вибрировании благодаря тиксотропным свойствам жесткая бетонная смесь как бы
превращается в тяжелую жидкость, которая плотно заполняет все части формы, а воздух,
содержащийся в бетонной смеси, при этом поднимается вверх и уходит. Бетонная смесь
приобретает плотную структуру. При уплотнении вибрированием получаются более прочные и
долговечные бетоны, чем при уплотнении другими способами. Ошибки при вибрировании
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
бетона недостаточное время вибрирования, при этом бетонная смесь будет уплотнена не
полностью, или слишком долгое вибрирование, при этом бетонная смесь может расслоиться.
В зависимости от вида и формы бетонируемой конструкции применяют различные типы
вибраторов.
а)
б)
в)
г)
Рисунок 7. Вибраторы
а) поверхностный; б) глубинный; в) навесной; г) стационарная виброплощадка
Поверхностные вибраторы используют при бетонировании конструкций о большой
площадью и небольшой толщиной.
Массивные элементы значительной толщины бетонируют с помощью глубинных
вибраторов. Тонкостенные бетонные конструкции, насыщенные арматурой, уплотняют
наружными вибраторами. В заводских условиях при изготовлении бетонных камней, крупных
блоков, панелей пользуются виброплощадками на которые устанавливается форма с бетонной
смесью.
6.5. Твердение бетона
Нормальный рост прочности бетона во время твердения возможен лишь при
положительной температуре и постоянной влажности бетона.
Чтобы предохранить бетон от высыхания, его поверхность покрывают песком, опилками,
полимерными пленками, битумными и полимерными эмульсиями.
В зимнее гремя твердеющий бетон необходимо предохранять от замерзания.
Для ускорения твердения бетона используют прогрев при постоянном поддерживании
влажности бетона.
6.6. Легкие, особо легкие и особо тяжелые бетоны
Легкий бетон - бетон с пониженной объемной массой - универсальный материал для
ограждающих конструкций жилых и промышленных зданий* Уменьшение объемной массы
бетона желательно не только для облегчения строительных конструкций, но и для повышения
их теплоизолирующих свойств.
Объемная масса легких бетонов - менее 188 кг/куб.м. Для их получения используют
несколько способов снижения рабочей массы:
 применяют легкие пористые заполнители - легкие бетоны на пористых заполнителях;
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права

исключают из состава бетона крупные и мелкие заполнители и создают в бетоне
большое количество мелких воздушных пор - ячеистые бетоны;
 исключают только мелкий заполнитель - крупнопористый бетон.
По назначению легкие бетоны подразделяются на конструктивные - марка по прочности
которых от 100 до 400 при объемной массе 1400…1800 кг/куб.м; конструктивнотеплоизоляционные с объемной массой 800…1400 кг/куб.м и маркой по прочности не менее 35;
теплоизоляционные - с объемной массой 700 кг/куб.м и менее.
Легкие бетоны на пористых заполнителях. Для их получения используют пемзу, туф,
керамзит, шлаковую пемзу, аглопорит.
Большая часть легких бетонов изготовляется на керамзите - керамзитобетон. Пористые
заполнители играют роль крупного заполнителя; реже используют пористые пески.
Свойства легких бетонов на пористых заполнителях определяются свойствами
заполнителей. У пористых заполнителей низкая объемная масса, их прочность обычно меньше
прочности бетона, они способны поглощать много воды. Бетонные смеси на пористых
заполнителях имеют пониженную удобоукладываемость.
При объемной массе ниже, чем у кирпича, бетоны на пористых заполнителях имеют
достаточно высокие прочность и морозостойкость.
Конструктивные легкие бетоны применяют для несущих конструкций зданий с целью
уменьшения массы конструкций, так как основная нагрузка на бетонные конструкции собственный вес бетона.
Ячеистые бетоны на 80...85% по объему состоят из замкнутых пор, играющих роль
заполнителя* Объемная масса ячеистых бетонов колеблется от 250 до 1200 кг/куб.м.
Ячеистую структуру получают двумя методами. Первый состоит в том, что тесто из
вяжущего и воды смешивают с заранее приготовленной устойчивой пеной. Этот вид бетона
называют пенобетон. Во втором случае к смеси вяжущего с водой добавляют газообразователь.
В щелочной среде вяжущего газообразователь взаимодействует с водой, вытесняя водород,
вспучивающий массу.
Этот вид бетона называют газобетон.
В качестве вяжущего для ячеистых бетонов применяют цемент и известь с
тонкомолотыми добавками (песок, золы ТЭС, шлаки и т.п.), а также гипс. Ячеистые бетоны на
извести называют соответственно пено- и газосиликат.
Ячеистые бетоны обладают повышенным водопоглощением и пониженной
морозостойкостью. Эффективно применение ячеистых бетонов в слоистых конструкциях в
качестве внутреннего теплоизоляционного слоя.
Крупнопористый (беспесчаный) бетон получают из однофракционного керамзита,
частицы которого соединены между собой цементным тестом. Объемная масса
крупнопористого бетона составляет 300...600 кг/куб.м. Основное назначение - устройство
теплоизоляционных прослоек в строительных конструкциях.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 7. Строительные растворы
7.1. Общие сведения
Строительным раствором называют материал, получаемый в результате затвердевания
рационально подобранной смеси вяжущего вещества (цемента, извести), мелкого заполнителя
(песка) и воры, а в необходимых случаях и специальных добавок. Смесь до затвердевания
называют растворной смесью.
По назначению строительные растворы бывают: кладочные - для кладки кирпича,
штучных камней и блоков; отделочные - для отштукатуривания наружных и внутренних
поверхностей конструкций; специальные - для
омоноличивания
сборных
железобетонных конструкций, для устройства гидроизоляции.
В зависимости от свойств вяжущего вещества растворы подразделяют на гидравлические
и воздушные, а по виду вяжущего - на цементные, известковые, гипсовые и смешанные. В
состав смешанных растворов входят два вяжущих (цементно-известковые, цементно-глиняные,
известково-гипсовые).
По объемной массе растворы могут быть обыкновенные (тяжелые) с объемной массой
более 1500кг/куб.м, получаемые на тяжелых заполнителях, и легкие с объемной массой менее
1500 кг/куб*м, изготовляемые на пористых заполнителях. Легкие растворы получают, вовлекая
воздух в виде пузырьков в вяжущее тесто с помощью пенообразующих добавок - поризованные
растворы.
7.2. Свойства растворных смесей и затвердевших растворов
Растворная смесь должна обладать хорошей удобоукладываемостью и высокой
водоудерживающей способностью, чтобы не давать пористому основанию отсасывать в себя
воду, необходимую для твердения раствора. Затвердевший раствор характеризуется
прочностью и морозостойкостью.
Удобоукладываемость - способность растворной смеси укладываться сплошным тонким
слоем, хорошо сцепляясь с поверхностью основания.
Удобоукладываемость оценивается подвижностью смеси.
Подвижность растворной смеси характеризуется глубиной погружения в нее стандартного
конуса массой 300 г, высотой 150 мм и углом при вершине 30 градусов. Внутри конуса
помещен груз. В зависимости от назначения растворы должны иметь различную подвижность.
Рисунок 8. Стандартный конус для определения подвижности растворной смеси
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Повысить подвижность растворной смеси можно, увеличив содержание в ней воды, при
этом необходимо увеличить расход вяжущего.
Более рациональный способ - введение в раствор пластифицирующих добавок.
Водоудерживающая способность характеризует, насколько растворная смесь способна
удерживать воду при нанесении на пористое основание или при транспортировке. Чем ниже
водоудерживающая способность, тем вероятнее расслоение растворной смеси.
Водоудерживающая способность зависит от количества вяжущего вещества в растворе,
так как порошок вяжущего образует с водой вязкое тесто, препятствуя отделению воды и
крупного заполнителя. Водоудерживающую способность можно увеличить, применяя
поверхностно-активные пластифицирующие добавки.
Прочность строительных растворов характеризуется маркой, определяемой по пределу
прочности при сжатии образцов-кубов с размером 70,7x70,7x70,7 мм.
По прочности на сжатие строительные растворы делятся на марки: 4; 10; 25; 50; 75; 100;
150; 200; 300.
Прочность строительных растворов зависит от марки вяжущего и его количества.
Прочность раствора существенно не влияет на прочность кладки из камней правильной
формы, а штукатурные растворы практически не несут никакой нагрузки. Поэтому прочность
растворов значительно ниже прочности бетонов.
Морозостойкость растворов определяется числом циклов "замораживания - оттаивания"
до потери 15% первоначальной прочности. По морозостойкости растворы делятся на марки: от
Мрз 10 до Мрз 300.
7.3. Пластификаторы для растворов
Чтобы получить раствор заданной прочности, применяют смесь вяжущих, одно из
которых придает прочность раствору, а другое - пластичность, или вводят в раствор
органические пластификаторы.
В качестве смеси вяжущих чаще всего используют цемент и известь - цементноизвестковые растворы. Известь в таких растворах благодаря своей дисперсности играет роль
пластификатора.
В качестве неорганических пластификаторов применяют золы ТЭС, молотые шлаки,
известняки и т.п. Неорганические пластификаторы позволяют получать высококачественные
растворные смеси при небольшом расходе цемента.
Для приготовления растворов выпускается специальный кладочный цемент, в состав
которого входит 20-30% цементного клинкера, а остальное пластифицирующие неорганические
добавки.
Для высокомарочных растворов более рационально применять органические
поверхностно-активные пластифицирующие добавки, вводимые в очень малых количествах
(0,25*..0,5% от массы цемента).
Эти добавки уменьшают водопоглощение и увеличивают морозостойкость раствора.
Действие таких добавок основано на вовлечении мельчайших пузырьков воздуха в растворную
смесь (микропенообразование).
7.4.
Растворы для каменной кладки и монтажа железобетонных элементов
В зависимости от вида конструкции и условий, в которых эта конструкция будет работать,
проектом устанавливаются основные требования к растворам (марка, водостойкость,
морозостойкость и др.) для монтажа этой конструкции. Исходя из условий работы и требовании
долговечности конструкций, а также температуры воздуха во время производства работ, СНиП
III-17-78 предусмотрены минимальные допустимые значения марок растворов.
При монтаже стен из бетонных панелей для заполнения горизонтальных швов применяют
раствор марки не нижа 100 - для панелей из тяжелого бетона и не ниже 50 - для панелей из
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
легкого бетона. Для расшивки вертикальных швов крупноблочных и панельных стен марка
раствора должна быть не ниже 50.
При работах в зимних условиях марки растворов должны быть на одну ступень выше, чем
у растворов, используемых летом.
Растворы для зимних работ могут выпускаться подогретыми.
В зимних условиях применяют также растворы, твердеющие при отрицательных
температурах. В состав таких растворов входят соли, понижающие температуру замерзания
воды (поташ, хлористый натрий, хлористый кальций, нитрит натрия и др.).
При применении химических добавок к растворам следует руководствоваться
специальными инструкциями.
7.5.
Подбор состава, приготовление и транспортирование растворов
Подбор состава растворов выполняют, исходя из требуемых марок, подвижности,
назначения раствора и условий производства работ.
Состав раствора выражается количеством исходных материалов для получения 1 куб.м
растворной смеси или соотношением сухих компонентов (по массе или объему), при этом
расход основного вяжущего принимают за 1.
Составы растворов марок от 4 до 100 подбирают, пользуясь специальными таблицами.
Подготовка сырьевых материалов. Для кладочных растворов применяется песок с
максимальной крупностью 2,5 мм. В песке не должно содержаться глинистых и органических
примесей выше нормы.
Известь для приготовления растворов берется в вира известкового молока или реже в вида
известкового теста.
Известковое тесто необходимо пропустить через сито, чтобы в раствор не попали
непогасившиеся частицы.
Глину, используемую для приготовления раствора, тщательно размачивают в течение
нескольких дней, чтобы разъединить частицы глины. Получившееся глиняное молоко сливают
из смесителя через сетку, а в смеситель добавляют новую порцию воды и глины. Через 10...20
замесов смеситель очищают от нераспавшихся комьев и камней.
Поверхностно-активные добавки вводят в растворы, предварительно смешав их с водой,
применяемой для затворения.
Приготовление растворов. Растворы приготовляют в виде готовых к применению смесей и
реже в виде сухих смесей, затворяемых перед использованием водой.
Процесс приготовления растворной смеси складывается из дозирования исходных
материалов, загрузки их в барабан растворосмесителя и перемешивания до получения
однородной массы в растворосмесителях периодического действия с принудительным
перемешиванием. По конструкции различают растворосмесители с горизонтальным и с
вертикальным лопастными валами, называются турбулентными смесителями.
а)
б)
Рисунок 9. Растворосмесители
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
а) лопастной; б) турбулентный
Чтобы раствор обладал требуемыми свойствами, необходимо добиться однородности ого
состава. Для этого ограничивают минимальное время перемешивания. Средняя
продолжительность цикла перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин.
Легкие растворы перемешиваются дольше. Растворы, как правило, приготовляют на
централизованных бетонорастворных заводах или растворных узлах.
Цементные растворы с неорганическими пластификаторами приготовляют в такой
последовательности. В растворосмеситель заливают известковое молоко такой консистенции,
чтобы не нужно было дополнительно заливать воду.
Транспортирование растворов. Растворные смеси с заводов перевозят автосамосвалами.
Дальность перевозки ограничивается следующими факторами: видом раствора, состоянием
дороги, температурой воздуха.
Сроки хранения растворных смесей зависят от вида вяжущего и ограничиваются сроками
его схватывания. Известковые растворы сохраняют свои свойства очень долго. Цементные
растворы необходимо использовать в течение 2…4 ч.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 8. Металлы и металлические изделия
8.1. Общие сведения о металлах и сплавах
Металлы - кристаллические вещества, обладающие в обычных условиях высокой электрои теплопроводностью, ковкостью и другими свойствами. Свойства металлов обусловлены
строением: в их кристаллической решетке есть не связанные с атомами электроны, которые
могут свободно перемещаться по всему объему.
Сплавы - это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов и неметаллов.
Сплавы обладают всеми характерными свойствами металлов. К сплавам относятся сталь и
чугун (сплавы железа с углеродом), бронза (сплав меди и олова), латунь (сплав меди и цинка).
Применяемые в строительстве металлы делят на две группы: черные и цветные.
К черным металлам относится железо и сплавы на его основе, в некоторых содержится
углерод, кремний, марганец, фосфор, сера. Черные металлы - чугун и сталь.
К цветным металлам относятся все остальные металлы и сплавы на их основе. В
строительстве применяют сплавы на основе алюминия, меди, цинка, титана.
Металлы обладают высокой прочностью, причем прочность на изгиб и растяжение у них
практически такая же, как и на сжатие.
Металлы очень технологичны: во-первых, для получения металлических изделий
используется множество индустриальных методов (прокат, волочение, штамповка и т.п.), вовторых, металлические изделия и конструкции легко соединяются друг с другом с помощью
болтов, заклепок и сварки.
Недостатки металлов - невысокая теплопроводность требует обязательного устройства
тепловой изоляции металлоконструкций зданий.
8.2. Строение и свойства железоуглеродных сплавов
Сплавы теоретически по своему строению бывают трех типов: твердый раствор,
механическая смесь или химическое соединение.
Если атомы элементов, входящих в состав сплава, незначительно отличаются строением и
размером электронной оболочки, то они могут образовывать общую кристаллическую решетку;
такое строение называется твердым раствором. Если элементы сплава не могут образовать
твердого раствора, то каждый из них кристаллизуется самостоятельно, при этом образуется
механическая смесь. Иногда элементы сплава могут вступать в химическое взаимодействие,
образуя новые вещества, в таком случае сплав называется химическим соединением.
Чистое железо - серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, почти не окисляющийся
на воздухе. Прочность его значительно ниже прочности стали и чугуна. При производстве
черных металлов в них в вида примесей попадают углерод, кремний и некоторые другие
вещества. Наибольшее влияние на их свойства оказывает углерод, содержащийся в количестве
0,5…5%.
При большом содержании углерода железо образует с ним химическое соединение,
называемое цементитом.
8.3. Углеродистые и легированные стали
Стали, применяемые в строительстве, носят название конструкционные. Из них
изготовляют металлические конструкции, арматуру для железобетона, трубы, крепежные
детали и другие строительные изделия.
Углеродистые стали - сплавы, содержащие железо, углерод и небольшие количества
природных примесей (кремния, марганца, серы и фосфора). В зависимости от содержания
углерода такие стали делятся на низкоуглеродистые (до 0,25% углерода), среднеуглеродистые
(от 0,25 до 0,6%) и высокоуглеродистые (свыше 0,65%). С повышением содержания углерода в
стали уменьшается пластичность и повышается ее твердость; прочность стали также возрастает,
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
но при содержании углерода более 1% вновь снижается. Вредными примесями считаются
фосфор и сера, снижающие механические свойства стали.
Углеродистые стали по назначению бывают конструкционные и инструментальные.
Углеродистая конструкционная сталь в зависимости от назначения подразделяется на три
группы: А, Б и В.
Легированные стали помимо углерода и природных примесей содержат определенное
количество добавок (марганца, хрома, никеля и др.), называемых легирующими элементами. К
легирующим элементам относятся: марганец - Г, кремний - С, хром - X, никель Н, молибден - М
и др.
Марганец повышает прочность стали, ее износостойкость и сопротивление ударным
нагрузкам без снижения пластичности.
Кремний повышает упругие свойства стали.
Никель и хром улучшают механические свойства, повышают жаростойкость и
коррозионную стойкость стали.
Молибден улучшает механические свойства стали при нормальной и повышенной
температуре.
Легированные стали по назначению делят на конструкционные, инструментальные и
стали со специальными свойствами (нержавеющие, жаростойкие и др.).
Конструкционные низколегированные стали содержат не более 0,6% углерода. Основные
легирующие элементы низколегированных сталей: кремний, марганец, хром, никель. Другие
легирующие элементы входят в небольших количествах, чтобы дополнительно улучшить
свойства стали. Общее содержание легирующих элементов в стали не должно превышать 5%.
Низколегированные стали обладают наилучшими механическими свойствами после
термической обработки.
В строительстве легированные стали применяют для изготовления ответственных
металлических конструкций (ферм, балок) марки 10ХСНД, 15ХСНД, арматуры для
предварительно-напряженного бетона марки 35ХС, 25Г2С, 25ХГ2СА, ЗОХГСА, и 35ХГСА.
Прочность при растяжении таких сталей в 2…3 раза выше, чем обыкновенных углеродистых
сталей СтЗ и Ст5. Такие высокие прочностные показатели позволяют получать из легированных
сталей легкие конструкции при сохранении необходимой несущей способности. Это в свою
очередь снижает расход металла и уменьшает массу здания.
8.4. Стальной прокат и стальные конструкции
Стальные конструкции изготовляют из стального проката, соединяемого сваркой,
заклепками и болтами. Стальные конструкции, благодаря высокой прочности стали, обладают
небольшой массой и габаритами по сравнению с другими конструкциями. Они служат
преимущественно в качестве несущих конструкций для высотных жилых зданий,
промышленных предприятий, при строительстве мостов, телевизионных башен и т.п.
Для изготовления стальных конструкций используют трубчатые и гнутые профили,
полосовую и листовую сталь. В строительстве чаще всего применяют следующие прокатные и
гнутые профили: двутавровые балки, швеллеры, уголки, прямоугольные и квадратные трубы.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Рисунок 10. Основные виды прокатных профилей
Балки двутавровые изготовляют 23 типоразмеров от № 10 до № 60, длиной от 4 до 13 м.
Швеллеры выпускают 22 типоразмеров от № 5 до № 40 и длиной от 4 до 13 м.
Прокатную угловую равнополочную сталь выпускают 84 типоразмеров с различной
шириной и толщиной полок, а прокатную угловую неравнополочную сталь - 50 типоразмеров с
шириной большей полки от 25 до 250 мм и толщиной полок от 3 до 20 мм.
Прокатные профили используют как самостоятельно, так и для получения составных
металлических конструкций большой несущей способности: колонн, балок, ферм. Стальные
конструкции изготовляют также из листовой и широкополосной стали.
В последнее время для устройства перекрытий в промышленных зданиях применяют
стальной профилированный настил, изготовляемый из листовой стали толщиной 0,3...1 мм.
Ширина листов настила 630 и 782 мм, длина 6,9 и 12 м, высота гофра 60 и 72 мм.
В зависимости от назначения стальные конструкции подразделяются на колонны,
прогоны, фермы.
Колонны бывают сплошные, состоящие из одного или нескольких профилей, или
решетчатые, которые состоят из двух или четырех ветвей, соединенных между собой решеткой.
Верхняя часть колонны называется оголовок, нижняя – башмак. Колонна воспринимает
сжимающие нагрузки.
Прогоны (балки) имеют обычно двутавровое сечение. Изготовляют их либо из
двутавровых балок, либо в случае перекрытия больших пролетов делают сварными из
стального листа.
Фермы - плоские решетчатые конструкции, перекрывающие весь пролет здания (длина
ферм 18, 24, 30, 36 м и более).
Фермы изготовляют обычно из угловой стали с креплением сборочных единиц листовой
сталью.
Перспективно применение пространственных металлических конструкций для
перекрытия больших пролетов.
Все остальные конструкции, поступающие на стройки, должны быть огрунтованы. Места
соединений и повреждения огрунтовки огрунтовываются после монтажа. Стальные
конструкции, имеющие большую несущую способность в рабочем положении, могут легко
деформироваться от небольших усилий во время транспортирования и хранения. Гибкие
элементы при транспортировании раскрепляют.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
8.5. Стальная арматура
Большое количество стали используется в качестве арматуры в железобетоне. В
зависимости от условий применения арматура подразделяется на ненапрягаемую,
используемую для обычного армирования, и напрягаемую, используемую в предварительно
напряженном железобетоне.
Стержневая арматура может быть гладкая и периодического профиля, обычная и
термически упрочненная. Профилированная поверхность арматуры улучшает ее сцепление с
бетоном.
Горячекатаная арматурная сталь делится на пять классов: А-I, A-II, A-III, А-IV и А-V.
Стержни класса А-I - круглые и гладкие, их изготовляют из стали Ст3. Стержни остальных
классов периодического профиля; так, арматурные стержни класса A-II имеют профиль в виде
винтовой линии, а класса A-III и A-IV в виде елочки. Для стержней классов A-III, А-IV и А- V
используют легированные стали. Чем выше класс арматуры, тем выше ее прочность и ниже
относительное удлинение.
Стержневую арматуру выпускают диаметром от 10 до 80 мм в виде прутков длиной от 6
до 18 м. Арматура диаметром 6... 9 мм называется катанкой и поставляется в бухтах.
Рисунок 11. Стальная арматура для железобетона
а, б) горячекатаные стержни периодического профиля; в) холоднотянутая
профилированная проволока; г) арматурная сетка; д) арматурный каркас
Стальную проволоку диаметром 2,5... 8 мм используют для армирования предварительнонапряженных конструкций. Чтобы улучшить сцепление проволоки с бетоном, на ее
поверхности путем сплющивания с двух сторон создают овальные вмятины. Из стальной
проволоки изготовляют также арматурные сетки и каркасы.
Закладные детали предназначены для соединения посредством сварки и сбалчивания
железобетонных элементов между собой при возведении сборных железобетонных
конструкций.
Рисунок 12. Закладные детали для сборных железобетонных конструкций
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Монтажные петли, закладываемые в железобетонные элементы, изготовляют из
арматурной стали класса A-I.
8.6.
Соединения конструкций
Детали и элементы металлических, железобетонных и других конструкций соединяют
между собой сварными швами, болтами и заклепками. Болтовые соединения называют
разъемными, а сварные и клепаные неразъемными.
Сварные соединения конструкций изготовляют обычно посредством дуговой сварки. На
строительстве применяют ручную сварку, которую выполняют с помощью стальных
электродов со специальным покрытием.
Болтовые соединения нетрудоемки и надежны даже в особо нагруженных конструкциях.
Болты для монтажных соединений изготовляют диаметром от 6 до 24 мм с интервалом 2 мм.
Заклепочные соединения предназначены для конструкций, воспринимающих большие
динамические нагрузки. Заклепка представляет собой круглый стержень с головкой. Заклепки
обычно изготовляют из низкоуглеродистой пластичной стали Ст2 и Ст3.
8.7. Цветные металлы и изделия из них
Среди цветных металлов наибольшее применение в строительстве находят легкие
алюминиевые сплавы, которые хорошо сопротивляются коррозии, пластичны, хорошо
обрабатываются, имеют небольшую объемную массу (до 3000 кг/куб.м). Недостатки алюминия
низкая прочность и мягкость.
Из алюминиевых сплавов вырабатывают листы, трубы, различные профили.
Медь и сплавы на ее основе (латунь, бронза) применяют редко. Основные области их
применения - отделка уникальных зданий и изготовление санитарно-технической арматуры.
Сплавы на основе титана перспективны для строительства.
Они обладают прочностью, коррозионностойки и почти в 2 раза легче стали.
8.8. Коррозия металлов и защита от нее
Коррозия металлов - процесс разрушения металлов и сплавов вследствие химического или
электрохимического взаимодействия с внешней средой, в результате которого металлы
переходят в окисленное состояние и теряют присущие им свойства.
Химическая коррозия - разрушение металлов и сплавов в результате окисления при
взаимодействии с сухими газами при высоких температурах или с органическими жидкостями
(нефтепродукты, спирт и т.п.).
Электрохимическая коррозия - разрушение металлов и сплавов в воде и водных растворах.
Сущность большинства способов защиты от коррозии - предохранение поверхности
металла от проникновения влаги и газов путем создания на металле защитного слоя.
Наиболее простой, но недолговечный способ - нанесение на поверхность металла
водонепроницаемых неметаллических покрытий (битумных, масляных и эмалевых красок).
Защитить металл от коррозии можно также, покрывая его слоем другого более
коррозионностойкого металла: оловом, цинком, хромом, никелем и др.
Применяют химический способ образования покрытий на металле, при котором на
поверхности металла получается плотная оксидная пленка.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 9. Железобетон и сборные железобетонные изделия
9.1.
Общие сведения
Железобетон - это армированный стальными стержнями бетон.
Армирование можно пояснить на элементах, работающих на изгиб (балках, ригелях). В
таких элементах часть поперечного сечения элемента подвергается сжатию, а другая растяжению. Если балку изготовить из неармированного бетона, то вследствие низкой
прочности бетона на растяжение уже под небольшой нагрузкой бетон в растянутой зоне
растрескается. Если в растянутую зону ввести стальную арматуру, то она примат на себя
растягивающее напряжение, и балка сможет выдержать большую нагрузку без разрушения.
Рисунок 13. Неармированная бетонная балка (а) и армированная железобетонная балка (б)
Бетон благодаря своей плотности и водонепроницаемости с одной стороны, и щелочной
реакции цементного камня в бетоне - с другой, защищает сталь от коррозии. Кроме того, бетон
как сравнительно плохой проводник тепла защищает сталь от сильного нагревания при
пожарах.
В современном строительстве все большее применение находит напряженноармированный бетон.
В настоящее время применяют два способа получения направленно-армированного
бетона. Один из них заключается в том, что арматуру натягивают и укладывают бетон. После
того как бетон достаточно затвердеет, арматуру, арматуру освобождают и она, сжимаясь,
сжимает бетон. При другом способе в бетоне оставляют специальные каналы для напрягаемой
арматуры. После затвердевания бетона арматуру вводят в каналы и натягивают, используя в
качестве опоры затвердевший бетон. При этом в бетоне возникают сжимающие напряжения.
После натяжения арматуры каналы заполняют цементным раствором.
В предварительно-напряженных железобетонных конструкциях более полно используется
прочность стали и бетона, поэтому уменьшается масса изделия. Кроме того, предварительное
обжатие бетона препятствует образованию трещин в нем, и конструкции получаются более
долговечными.
Благодаря своей универсальности (например, железобетон бывает и на тяжелом, и на
легком бетоне) железобетон используется для всех типов зданий и инженерных сооружений.
В зависимости от способа изготовления железобетонные конструкции могут быть
монолитные и сборные.
9.2. Монолитный железобетон
Монолитным называют железобетон, изготовляемый непосредственно на строительной
площадке. При выполнении конструкций из монолитного железобетона на месте возведения
конструкции необходимо установить опалубку, назначение которой - придать бетонной смеси
при ее укладке форму будущей конструкции. Чаще всего применяют разборно- переставную
опалубку из мелких или крупных щитов.
Для возведения высоких сооружений (резервуаров, труб, башен) применяют скользящую
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
или подъемно-переставную опалубку.
Когда бетон, уложенный в скользящую опалубку, достаточно затвердеет, опалубку вместе
с рабочими подмостями двигают вверх, и цикл повторяется.
В опалубку укладывают арматуру, а затем бетонную смесь. Уплотняют бетонную смесь
вибраторами. Бетон твердеет обычно естественным путем, зимой возможен подогрев бетона.
Опалубку снимают по достижении бетоном требуемой прочности, чаще всего через 7...10
дней.
Монолитные железобетонные конструкции применяют главным образом в зданиях и
сооружениях, не поддающихся членению на элементы, при нестандартности и малой
повторяемости элементов зданий и сооружений, при особенно больших нагрузках на элементы
зданий или сооружений.
9.3.
Сборный железобетон
Сборные железобетонные конструкции представляют собой крупноразмерные
железобетонные элементы, изготовленные на заводе или полигоне. Основное их преимущество
состоит в том, что их изготовляют высокомеханизированными и автоматизированными
методами, а на строительной площадке производится
Это резко сокращает сроки строительства, повышает производительность труда и
позволяет широко применять новые эффективные материалы.
Основные операции при производстве железобетонных изделий.
Приготовление бетонной смеси производится в бетоносмесительном цехе завода.
Изготовление арматуры выполняют в арматурном цехе завода.
Поступающую на завод арматуру на специальных станках очищают от ржавчины, правят
и режут на стержни заданной длины. Необходимая форма стержням придается на гибочных
станках.
Формование изделий. Формы перед укладкой в них арматуры и бетона очищают и
покрывают смазочным материалом, препятствующим сцеплению бетона с металлом форм.
Для уплотнения бетонной смеси на заводах используют следующие методы:
вибрирование, центрифугование, вибропрессование, прокат и др.
Ускоренное твердение изделий на заводах осуществляется путем тепловлажностной
обработки. Сущность тепловлажностной обработки заключается в нагреве бетонной смеси до
температуры 80...200 градусов С, таким образом, чтобы бетонная смесь не теряла влаги,
необходимой для твердения цемента. Применяют следующие виды тепловлажностной
обработки: пропаривание при нормальном давлении и температуре 80...95 градусов С;
контактный нагрев и электропрогрев при температуре до 100 градусов С; запаривание в
автоклавах при температуре 175...200 градусов С и давлении 0,9...1,6 МПа.
Способы производства железобетонных изделий
В настоящее время железобетонные изделия производят следующими способами:
стендовым, поточно-агрегатным, конвейерным и вибропрокатным.
При стендовом способе изделия изготовляют в неподвижных формах (на стенде).
Стендовым способом изготовляют, как правило, крупногабаритные изделия (фермы, колонны,
балки). Стендовый способ часто применяют на полигонах.
Кассетный способ - вариант стендового способа, основой которого является формование
изделий в стационарно установленных кассетах. В форму закладывают арматурный каркас и
заполняют ее бетонной смесью* Тепловая обработка производится контактным обогревом
через стенки форм. Кассетным способом изготовляют плоские изделия (панели перекрытий,
стеновые панели и т. п.).
При поточно-агрегатном и конвейерном способах формы с изделиями перемещаются от
одного технологического агрегата к другому. Конвейерный способ имеет очень высокую
производительность, но на каждой нитке конвейера может выпускаться изделие только одного
типоразмера.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Особенность вибропрокатного способа состоит в том, что весь процесс получения
железобетонного изделия выполняется на одной установке непрерывного действия вибропрокатном стане.
Вибропрокатный стан - это конвейер из стальной формующей ленты. Вибропрокатным
способом получают плиты перекрытий, легкобетонные панели наружных стен, перегородочные
панели.
9.4. Основные виды сборных железобетонных изделий
Классификация
В основу классификации железобетонных изделий положены следующие признаки: вид
армирования, объемная масса и вид бетона, из которого изготовлено изделие, внутреннее
строение изделия и его назначение.
По виду армирования железобетонные изделия подразделяются на предварительнонапряженные и с обычным армированием.
По объемной массе и виду бетона различают изделия из особо тяжелых (объемная масса 2500 кг/куб.м), тяжелых (1800…2500 кг/куб.м), легких (<1800 кг/куб.м) и особо легких (<700
кг/куб.м) бетонов. Легкобетонные изделия могут быть получены на пористых заполнителях и
из ячеистых бетонов. В зависимости от вида вяжущего различают изделия из цементного
бетона, силикатобетонные и гипсобетонные.
По внутреннему строению изделия могут быть сплошными и пустотелыми,
изготовленными из бетона одного вида (однослойные изделия) или из нескольких видов бетона
(многослойные).
В зависимости от назначения железобетонные изделия подразделяются на три группы: для
жилых и общественных зданий, для промышленных зданий и для инженерных сооружений.
Изделия для жилых, общественных и промышленных зданий подразделяются на: изделия для
фундаментов, для каркасов зданий, для стен, перекрытий и покрытий, элементы лестниц и
санитарно-технические изделия.
К изделиям для фундаментов зданий относятся:
фундаментные плиты - массивные железобетонные элементы трапецеидальной или
прямоугольной формы, укладываемые при устройстве фундамента на грунт;
- фундаментные блоки стаканного типа применяют в каркасных зданиях для опирания
колонн;
блоки бетонные для стен подвалов - элементы в форме прямоугольного
параллелепипеда из бетона марки 150. Применяют эти блоки для устройства ленточных
фундаментов и возведения стен подвалов для зданий всех видов.
К изделиям для каркасов зданий относятся колонны, горизонтальные связи, фермы и арки.
Эти изделия изготовляют из тяжелого бетона марок не ниже 200 и армируют несущей
арматурой.
Балки, ригели и фермы часто изготовляют из напряженно-армированного бетона. Все
элементы для надежной связи друг с другом и передачи нагрузки имеют металлические
закладные детали.
Изделия для каркасов промышленных зданий отличаются от аналогичных изделий для
жилых зданий большей несущей способностью и размерами.
Валки в зависимости от перекрываемого пролета могут иметь тавровое или двутавровое
сечение с отверстиями в вертикальной стенке для снижения массы балки.
Фермы применяют как элементы покрытий пролетов 30 м и более.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Рисунок 14. Железобетонная ферма
Блоки для наружных стен изготовляют из легких бетонов марок 50,75,100,150 и 200.
Объемная масса блоков не должна превышать 1600 кг/куб.м; для снижения объемной массы в
блоках делают пустоты.
Размер блоков определяется типом здания и схемой разрезки стены (двух-, трех- или
четырехрядной). Толщина блоков зависят от климатических условий местности и свойств
бетона, т.е. определяется теплотехническими расчетами и принимается 400, 500 или 600 мм.
Толщина блоков внутренних стен 300...400 мм.
Стеновые панели - крупноразмерные элементы (обычно высотой на «этаж» и длиной до
6 м), предназначенные для монтажа стен полносборочных зданий. В зависимости от назначения
и конструктивных особенностей зданий различают: панели наружных стен отапливаемых
зданий, изготовляемые из легкого бетона на пористых заполнителях, ячеистого бетона или
слоистыми из тяжелого бетона с теплоизоляционным слоем; панели наружных стен
неотапливаемых зданий, изготовляемые из тяжелого или легкого бетона; панели внутренних
несущих стен, изготовляемые из тяжелого или легкого бетона; панели перегородок, обычно
изготовляемые из гипсобетона.
Тяжелый бетон для наружных стен должен иметь марку не ниже 200, а для внутренних не ниже 150. Легкие бетоны всех видов должны иметь марку не ниже 50.
Элементы междуэтажных перекрытий.
Для устройства междуэтажных перекрытий используют железобетонные панели
перекрытий.
Размер панелей: длина от 2,4 до 12 м, ширина от 1,2 до 3,6 м, толщина 220 мм. Панели
перекрытий, кроме несущей способности, должны удовлетворять требованиям звукоизоляции.
С целью повышения звукоизоляции и снижения массы панелей перекрытий их делают с
пустотами или из легких бетонов на пористых заполнителях. Кроме того, применяют ребристые
панели перекрытий со звукоизоляционными прослойками. Внедрение в строительство таких
элементов упростило устройство перекрытий: нижняя сторона панели служит потолком и
выпускается в готовом к отделке виде, а верхняя служит основанием пола.
Панели и плиты покрытий используют для устройства кровельных покрытий. Помимо
несущей способности, они должны удовлетворять требованиям гидро- , паро- и теплоизоляции.
Панели покрытий изготовляют однослойными из тяжелого и легкого бетона на пористых
заполнителях; слоистыми с несущей конструкцией из тяжелого бетона и теплоизоляционным
слоем из ячеистого бетона или другого утеплителя; комбинированными в виде плиты из
ячеистого бетона с ребрами из тяжелого бетона.
Санитарно-технические устройства - элементы водоснабжения, канализации, вентиляции
и т.п. Водопроводные и канализационные трубы замоноличиваются в тело специальных
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
панелей; таким же образом получают отопительные панели. Высоту блоков назначают в
соответствии с высотой помещения.
Ширина блоков зависит от числа каналов и труб в них. Применение таких блоков
существенно упрощает санитарно-технические работы на стройке.
Лестничные марши и площадки железобетонные изготовляют из бетона марки не ниже
М200. Ступени лестниц должны иметь отделанную поверхность. Лестничные площадки обычно
покрывают керамической плиткой. Лестничные марши и площадки могут быть выполнены в
виде одного цельного элемента.
Перемычки железобетонные для кирпичных зданий предназначены для перекрытия
оконных и дверных проемов в кирпичных зданиях и могут быть брусковые, плитные и
балочные с отформованной четвертью для опирания панелей перекрытия. Перемычки
изготовляют из тяжелого бетона или легкого бетона на пористых заполнителей; марка бетона
не менее 200.
Изделия для инженерных сооружений. Широко применяют железобетонные изделия в
дорожном строительстве: плиты покрытий дорог, бортовые камни, элементы мостов и
путеводов, шпалы, осветительные столбы и столбы контактной сети. При строительстве
городских инженерных сетей применяют напорные и безнапорные железобетонные трубы,
различного диаметра, элементы коллекторов и др.
Блок-комнаты и блок-квартиры. Такие объемные элементы имеют полную заводскую
готовность: в них проложены все трубы, установлено необходимое оборудование, сделана
электропроводка. Поэтому строительство зданий из объемных блоков сводится лишь к монтажу
элементов в определенной последовательности и соединению всех их коммуникаций.
Недостаток объемных элементов - значительные габариты, затрудняющие их доставку и
монтаж.
9.5. Маркировка, транспортирование и складирование железобетонных изделий
Каждое железобетонное изделие, выпускаемое заводом и удовлетворяющее требованиям
ГОСТа или ТУ, маркируется несмываемой краской. Марка должна содержать обозначения
основных характеристик изделия. Она состоит из трех групп знаков. В первой группе
указывается тип изделия, во второй - несущая способность изделия и в третьей - специальные
свойства, выражающие условия применения изделия. Кроме марки на изделии ставится
паспортный номер.
Транспортирование железобетонных изделий с завода на строительную площадку
осуществляется автомобильным транспортом. Малогабаритные изделия перевозят на обычных
грузовых машинах;
крупноразмерные и тяжелые - на тягачах с прицепом, стеновые панели - на специальных
панелевозах.
Укладка железобетонных изделий на приобъектных складах производится согласно
рекомендациям стандартов и технических условий на эти изделия. Изделия укладываются в
штабеля так, чтобы была видна их заводская марка, а монтажные петли были обращены вверх.
Положение железобетонных изделий на складе должно воспроизводить условия их
работы в здании.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 10. Искусственные каменные безобжиговые материалы и изделия
10.1. Общие сведения
Искусственные каменные безобжиговые материалы и изделия получают путем
формования и твердения растворных и бетонных смесей на основе неорганических вяжущих
веществ.
В зависимости от вида вяжущего вещества различают изделия на основе цемента, извести,
гипса и др. Вид вяжущего и принятый способ производства определяют условия твердения
безобжиговых материалов. Твердение может происходить как в естественных условиях, так и в
условиях термовлажностной обработки (пропаривания или обработки в автоклавах).
В качестве заполнителей для получения искусственных каменных безобжиговых изделий
используют песок, опилки, асбестовое волокно, искусственные пористые заполнители и др.
К основным каменным безобжиговым материалам и изделиям относятся: силикатный
кирпич и силикато-бетонные изделия, гнпсобетонные и гипсовые изделия, бетонные стеновые
камни, асбестоцементные изделия.
Искусственные каменные безобжиговые материалы, в отличие от керамических,
получаются при сравнительно низких температурах.
10.2. Силикатный кирпич и силикатобетонные изделия
Силикатный кирпич изготовляют такой же формы и размеров, как обыкновенный
глиняный. Часто выпускают модульный кирпич высотой 88 мм. Одинарный кирпич может быть
как полнотелым, так и с пустотами. Модульный - только пустотелым. Цвет кирпича обычно от
молочно-белого до светло-серого. Кроме того, силикатный кирпич изготовляют цветным,
окрашенным в массе или по лицевым поверхностям щелочестойкими пигментами.
В зависимости от предела прочности при сжатии силикатный кирпич подразделяется на
семь марок: 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75.
Объемная масса силикатного кирпича составляет 1800…1900 кг/куб.м. Водопоглощение
должно быть не более 16%, для рядового кирпича и 14% для лицевого.
Силикатный кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен надземных
частей зданий и сооружений. Запрещается использовать силикатный кирпич в конструкциях,
подвергающихся длительному воздействию воды и высоких температур.
Кроме известково-песчаного кирпича применяется известково-шлаковый и известковозольный, в которых вместо песка частично или полностью используются промышленные
отходы: золы теплоэлектростанций шлаки.
В настоящее время почти все элементы зданий и сооружений могут быть изготовлены из
армированного силикатного бетона, который по своим свойствам почти не уступает
железобетону.
Силикатобетонные изделия бывают тяжелые (аналогичные обычному бетону) и легкие (на
основе пористых заполнителей) или ячеистые (пенно- и газосиликатные).
10.3. Гипсовые и гипсобетонные изделия
Изделия на основе гипса получают как из гипсового теста (из смеси гипса и воды), так и
из смеси гипса, воды и заполнителей. В первом случае изделия называют гипсовыми, а во
втором - гипсобетонными. Иногда вместо гипса применяют более водостойкое
гипсоцементнопуццолановое вяшущее.
В качестве заполнителей при изготовлении гипсобетонных изделий используют
кварцевый песок, пористые заполнители (керамзит, шлаковую пемзу), опилки, стружки, стебли
камыша, льняную костру, макулатуру и т.п. Для уменьшения объемной массы к гипсовым
смесям добавляют вспенивающие вещества.
Гипсовые и гипсобетонные изделия по назначению подразделяют на следующие виды:
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
панели и плиты перегородочные, плиты для оснований пола, листы обшивочные,
вентиляционные короба, камни для кладки стен, архитектурные детали. Изделия из гипса могут
быть сплошные и пустотелые, армированные и нормированные.
Гипсовые изделия обладают небольшой объемной массой (1100...1400 кг/куб.м), они
несгораемы, хорошо изолируют от шума, поддаются механической обработке и легко
пробиваются
гвоздями.
Недостатки
гипсовых
изделий:
низкая
водостойкость,
гигроскопичность, хрупкость и малая прочность при изгибе. Изделия из гипса нельзя
применять в помещениях с влажностью воздуха более 60%. Для повышения водостойкости
изделия покрывают водонепроницаемыми красками. Чтобы увеличить прочность при изгибе,
гипсовые изделия армируют.
Гипсобетонные панели для перегородок применяют во всех типах жилых, общественных
и промышленных зданий. Панели размером на комнату (высотой 3 м, длиной до 6 м) могут
быть как оплошные, так и с проемами для дверей и фрамуг. Толщина панелей 60, 80 и 100 мм.
К панелям предъявляются в основном требования по прочности и звукоизоляции. Этим
требованиям отвечает гипсобетон состава 1:1:1 (гипс: песок: опилки) с объемной массой
1100...1400 кг/куб.м.
Получают гипсобетонные панели в основном методом непрерывного проката или
вертикального формования в кассетах. Панели армируют каркасом из деревянных реек, а по
контуру панели выполняют обвязку из деревянных брусков.
Гипсовые плиты для перегородок выпускают сплошными и пустотелыми размером
800x400 мм и толщиной 80...100 мм. Армированные (камышом, деревянными рейками) плиты
могут быть длиной до 1500 мм. Получают плиты в разборных формах.
Гипсовые вентиляционные блоки изготовляют на гипсоцемент на пуццолановом
вяжущем. По высоте блоки делают на этаж, толщина блоков 180...200 мм при диаметре
вентиляционных каналов 140 мм. Ширина блока зависит от числа вентиляционных каналов.
Прочность гипсобетона вентиляционных блоков не менее 7 МПа.
Гипсовые обшивочные листы (сухая штукатурка) - листовой отделочный материал,
представляющий собой слой гипса, покрытый о двух сторон картоном. В гипс в процессе
производства вводят пенообразующие добавки для снижения объемной массы и органические
волокна с целью армирования гипсового камня. Назначение картона - повысить прочность
материала на изгиб и придать материалу гладкую поверхность.
Гипсовые обшивочные листы выпускают длиной до 3,3 м, шириной 1,2 м, толщиной 10 и
12 мм. Обшивочные листы применяют для внутренней отделки стен и потолков.
10.4. Стеновые бетонные камни и мелкие блоки
На основе вяжущих веществ изготовляют бетонные камни и мелкие блоки.
Бетонные стеновые камни применяют для несущих и ограждающих конструкций всех
типов зданий. Изготовляют бетонные камни из тяжелых и легких бетонов на цементном,
силикатном и гипсовом вяжущем. По назначению камни могут быть: для кладки наружных стен
(рядовые и лицевые), перегородочные и для кладки фундаментов
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Рисунок 15. Бетонные камни
Стеновые камни при объемной массе более 1600 кг/куб.м должны быть пустотелыми.
Камни для фундаментов изготовляют только из тяжелого бетона без пустот. Лицевые камни
могут быть окрашены, покрыты декоративным заполнителем или могут иметь рельефный
рисунок.
Камни выпускают размерами от 288x138x133 до 390x190x188 мм. Масса одного камня не
должна превышать 32 кг. Камни подразделяются на семь марок: 25; 35; 50; 75; 100; 150 и 200.
Марки камней по морозостойкости: Мрз 15, 25, 35 и 50.
Стеновые мелкие блоки из ячеистых бетонов применяют для кладки наружных и
внутренних стен зданий с относительной влажностью воздуха в помещениях не более 75%.
Мелкие блоки изготовляют из ячеистых бетонов объемной массой от 500 до 1100 кг/куб.м.
В зависимости от прочности стеновые блоки подразделяются на шесть марок: 25; 35; 50; 75; 100
и 150.
Блоки имеют форму прямоугольных параллелепипедов. Номинальный размер блоков для
наружных стен 600x300x300 мм и 600x200x200 мм, а для внутренних - 300x300x300 мм и
300x200x300 мм.
10.5. Асбестоцемент и асбестоцементные изделия.
Из асбестоцемента изготовляют большеразмерные листы толщиной несколько
миллиметров, тонкостенные трубы, фасонные изделия.
Асбестоцемент - искусственный каменный материал, который получают в результате
затвердевания смеси, состоящей из цемента, асбеста и воды. Асбест вводят в смесь в
количество 20% от массы цемента.
Асбест - природный материал, кристаллы которого представляют собой тончайшие иглы,
напоминающие волокна. Из асбестового волокна изготовляют ткани, картон, бумагу, которые
благодаря огнестойкости асбеста используют для высокотемпературной тепловой изоляции.
Асбест хорошо сцепляется с твердеющим цементом, что в сочетании с высокой
прочностью асбестового волокна на растяжение позволяет использовать его в качестве
арматуры. Таким образом, асбестоцемент - материал, армированный по всему объему
асбестовым волокном.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Асбестоцемент при сравнительно небольшой объемной массе (1600...2000 кг/куб.м)
обладает высокими прочностными показателями. Асбестоцемент долговечен, морозостоек и
практически водонепроницаем. Недостатки асбестоцемента хрупкость (асбестоцемент не
выдерживает сильных ударных нагрузок) и склонность к растрескиванию при резком
нагревании.
Промышленность выпускает несколько видов асбестоцементных изделий, которые можно
разделить на листовые (листы волнистые и плоские) и трубные. На основе листовых
материалов получают асбестоцементные конструкции.
Основной вид листовых асбестоцементных изделий волнистые кровельные листы.
Промышленность выпускает шесть марок волнистых листов. Размер листов 1,2x0,68 м при
толщине 5,5 мм.
Применяют волнистые листы для покрытий кровель жилых и промышленных зданий.
Плоские облицовочные листы выпускают естественного серого цвета, окрашенные и
покрытые полимерными отделочными материалами. Длина листов от 2,8 м, ширина до 1,6 м,
толщина 4…10мм. Применяют плоские листы для внутренней отделки вспомогательных
помещений жилых и промышленных зданий, в качестве ограждения балконов и лестниц и для
обшивки асбестоцементных панелей.
К изделиям специального назначения относятся вентиляционные короба прямоугольные и
круглые, сводчатые элементы для строительства летних павильонов и др.
Асбестоцементные трубы выпускают внутренним диаметром от 50 до 500 мм и длиной до
6 м. Такие трубы используют для устройства водопровода, газопровода, прокладки кабелей.
Асбестоцементные трубы легче металлических и хорошо противостоят коррозии.
Асбестоцементные конструкции представляют собой крупноразмерные трехслойные
элементы, состоящие из двух листов асбестоцемента, между которыми находится
теплоизоляционный материал (минеральная вата, пенопласт). К асбестоцементным
конструкциям относятся стеновые панели и плиты кровельных покрытий. Обычно эти
конструкции имеют внутренний жесткий каркас из дерева, металла или асбестоцементных
брусков, к которому крепятся клеем или шурупами асбестоцементные листы. Благодаря
применению эффективных теплоизоляционных материалов асбестоцементные конструкции
имеют небольшую толщину (80…140 мм)- и массу. Стеновые панели выпускают размером «на
комнату», а плиты покрытий длиной 3 и 6 м, шириной 1,2…1,5 м.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 11. Теплоизоляционные материалы
11.1. Общие сведения
Одно из главных требований к ограждающим конструкциям зданий (стенам,
перекрытиям) сохранение постоянной температуры внутри здания, т.е. ограждающие
конструкции должны в минимальной степени проводить тепло.
Для
создания
эффективной
тепловой
изоляции
используют
специальные
теплоизоляционные материалы. Кроме утепления зданий, такие материалы необходимы для
устройства тепловой изоляции высокотемпературных промышленных установок, горячих
трубопроводов и холодильных камер. Применение теплоизоляционных материалов позволяет
уменьшить толщину ограждающих конструкций, снизить массу здания, уменьшить расход
основных строительных материалов (цемента, стали и др.) в 1,5…2 раза и сохранишь расходы
энергии на отопление.
К теплоизоляционным материалам относятся материалы с коэффициентом
теплопроводности не более 0,175 Вт/(м*К) и объемной массой (плотностью) не более
600 кг/куб.м. Чем выше пористость материала, тем в меньшей степени он проводит тепло.
Наиболее эффективные теплоизоляционные материалы как бы построены из воздуха. Так, в
пенопластах поры занимают 90..95% от общего объема материала. Чтобы в материале
содержалось как можно больше воздуха, ему придают либо ячеистое, как у пенопластов, либо
волокнистое строение, как у минеральной ваты и асбеста.
Косвенной характеристикой пористости и соответственно теплопроводности материала
служит его объемная масса.
По объемной массе теплоизоляционные материалы подразделяются на марки: 15, 25, 35,
50, 75 - особо низкой плотности; 100, 125, 150, 175 - низкой плотности; 200, 225, 250, 300, 350 средней плотности; 400, 450, 500, 600 - плотные.
В зависимости вида исходного сырья теплоизоляционные материалы делят на
неорганические и органические. К неорганическим материалам относятся минеральная вата,
ячеистые бетоны, пеностекло, асбестовые материалы. К органическим - древесноволокнистые и
древесностружечные плиты, камышит, торфяные плиты, газонаполненные пластмассы.
Используют
смешанные теплоизоляционные материалы:
фибролит, перлито- и
керамзитопластбетоны.
По внешнему виду и форме теплоизоляционные материалы могут быть рыхлые и
сыпучие, штучные, рулонные и шнуровые. Сыпучие материалы - это порошкообразные
зернистые или волокнистые рыхлые массы, используемые для засыпки в полости стен,
междуэтажных перекрытий. Более эффективны штучные материалы, выпускаемые в виде плит,
матов, полуцилиндров.
11.2. Неорганические теплоизоляционные материалы
Основные достоинства неорганических теплоизоляционных материалов - огнестойкость и
стойкость к гниению сочетаются с высокими теплоизоляционными качествами.
Минеральная вата - материал, который состоит из тонких стекловидных волокон,
получаемых из расплавленных горных пород или металлургических шлаков. В последнем
случае она называется шлаковой ватой. Теплоизоляционные свойства минеральной ваты
обусловлены высоким содержанием (до 95%) воздуха между волокнами.
Минеральную вату выпускают в виде бесформенной волокнистой массы желтовато» или
зеленовато-серого цвета. Теплоустойчивость минеральной ваты достигает 700 градусов С. В
настоящее время выпускают главным образом готовые изделия из минеральной ваты.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Рисунок 16. Теплоизоляционные изделия
Минеральные изделия получают путем склеивания волокон различными связующими или
реже прошивкой минеральной ваты, покрытой с двух сторон бумагой. Выпускают гибкие,
жесткие и полужесткие минераловатные изделия.
К гибким изделиям относят минеральный войлок, прошивные маты, теплоизоляционный
шнур.
Минеральный войлок получают уплотнением минеральной ваты, смоченной битумной
эмульсией или синтетической смолой. Выпускают минеральный войлок от 100 до 200 мм в виде
рулонов или листов толщиной 30…60 мм.
Минераловатные прошивные маты представляют собой полотнища из минеральной ваты с
обкладками с одной или двух сторон, прошитые проволокой или нитью» Маты выпускают
длиной от 1000 до 2500 мм, шириной от 500 до 2500 мм, толщиной от 40 до 120 мм.
Теплоизоляционный шнур - это сетчатая трубка, наполненная минеральной, стеклянной,
каолиновой или базальтовой ватой.
Длина шнура составляет 10…15 м при диаметре 30…90 мм.
Жесткие и полужесткие изделия выпускают на битумной и синтетической связке.
Жесткие плиты на битумном связующем выпускают марок; 200, 250, 300. Размер плит
1000x500 мм при толщине 40, 50, 60, 70 мм.
Полужесткие плиты на битумном связующем выпускают марок: 150, 200, 250, 300. Длина
плит 500 и 1000 мм, ширина 450 и 500 мм, толщина от 50 до 100 мм.
Плиты минераловатные на синтетическом связующем в зависимости от плотности и
сжимаемости под удельной нагрузкой 2 кПа делятся на мягкие (ПМ), полужесткие (ПП),
жесткие (ПЖ). Эти плиты промышленность выпускает длиной 1000 мм, шириной 500 и 1000
мм. толщиной 40...100 мм.
Минеральную вату и изделия из нее применяют для утепления наружных конструкций
зданий, для устройства звукоизолирующих слоев в перекрытиях и внутренних стенах зданий. В
промышленном строительстве минеральную вату и изделия из нее применяют для изоляции
холодильных камер, тепловых сетей, оборудования теплоэлектростанций и т.п.
Стеклянная вата получается из расплава сырья, используемого для изготовления стекла
(кварцевого песка, мела, соды и др.). По сравнению с волокном из минеральной ваты
стеклянное волокно более толстое, длинное и гибкое. Благодаря этому ее применяют не только
для теплоизоляции, но и для изоляции от ударных и вибрационных шумов. Теплостойкость
СТЕКЛЯННОЙ ВАТЫ НЕ БОЛЕЕ 450 ГРАД
Пеностекло (ячеистое стекло) - легкий И прочный материал ячеистого строения с
пористостью 80 - 90%. Пеностекло получают из стеклянного боя с добавлением
газообразователей (мела, угля). Пеностекло практически не поглощает влагу, морозостойко.
Пеностекло хорошо обрабатывается: пилится, сверлится.
Объемная масса пеностекла равна 200...300 кг/куб.м. Промышленность выпускает
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
пеностекло в виде плит толщиной около 100 мм и размером 500x1000 мм. Пеностекло
применяют для тепловой изоляции промышленных холодильников, трубопроводов,
металлических конструкций зданий.
Монтажные теплоизоляционные материалы - группа разнообразных материалов,
используемых для тепловой изоляции промышленного оборудования и тепловых сетей.
Различают сыпучие (вспученный перлит и вермикулит), обмазочные и штучные материалы.
Вспученный перлит используется в качестве теплоизоляционной засыпки и как материал
для получения перлитобетонных изделий (плит, полуцилиндров).
Вспученный вермикулит - сыпучий пористый материал в виде чешуйчатых частиц
золотистого цвета. Объемная насыпная масса вспученного вермикулита составляет 80-150
кг/куб.м. Используют вермикулит для тепловой изоляции промышленного оборудования при
температурах до 1100 гр, С в виде засыпок или обмазочных паст в смеси с асбестом и
вяжущими веществами.
Материалы на основе асбеста - большая группа монтажных теплоизоляционных
материалов. Из чистого асбеста изготовляют асбестовую бумагу, картон, ткань и шнуры. Но
чаще асбест применяется в смеси с вяжущими материалами и другими добавками в виде
обмазок. Пример такого материала - совелит - смесь асбеста с порошкообразными углекислыми
солями магния и кальция.
Керамические теплоизоляционные изделия получают обжигом керамических масс. Они
обладают большой пористостью и огнеупорностью.
Из керамических теплоизоляционных изделий наиболее широко применяют легковесные
огнеупоры, выпускаемые в виде кирпича и фасонных деталей. Их используют для тепловой
изоляции топок и промышленных печей.
11.3. Органические теплоизоляционные материалы
Органические теплоизоляционные материалы обладают существенными недостатками:
они горючи, легко поглощают воду и обладают невысокой биостойкостью. Однако благодаря
широкой сырьевой базе и простоте изготовления такие материалы широко применяют в
строительстве малоэтажных зданий.
Среди органических теплоизоляционных материалов сравнительно недавно появилась
новая группа материалов - газонаполненные пластмассы, Они не поглощают воду, биостойки и
долговечны, однако, как и все органические материалы, они имеют низкий предел рабочих
температур (100…150 градусов С).
Древесноволокнистые плиты получают, измельчая неделовую древесину или другие
растительные материалы в водной среде до получения волокнистой массы. Из этой массы
формуют плиты, которые затем сушат•
Для тепловой изоляции используют мягкие и полутвердые плиты.
Древесноволокнистые плиты гигроскопичны и активно поглощают воду. При этом они
разбухают, теряют прочность и теплоизоляционные свойства.
Применяют древесноволокнистые плиты в конструкциях сборно-щитовых зданий, для
изоляционно-отделочной обшивки стен, а также для устройства звукоизоляционных прокладок
в конструкциях пола.
Древесностружечные плиты получают горячим прессованием специально приготовленной
стружки с добавлением небольшого количества мочевино- формальдегидной смолы.
В зависимости от метода формования плиты могут быть плоского или экструзионного
прессования.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Рисунок 17. Древесностружечные плиты
Плиты подразделяются на легкие с объемной массой 250...500 кг/куб.м, средние - 500...660
кг/куб.м и тяжелые – 660…800 кг/куб.м.
Применяют древесностружечные плиты в конструкциях стек, полов, перегородок, для
изготовления столярных изделий и мебели.
Фибролит - теплоизоляционный материал в виде плит, получаемый из специально
приготовленной древесной стружки и теста из вяжущего вещества. В качестве вяжущего
применяют главным образом цемент.
Строение фибролита грубоволокнистое с крупными сообщающимися порами. Фибролит водостойкий и трудновоспламеняемый материал.
Применяют фибролит для устройства теплоизоляционных слоев в конструкциях стан и
перекрытий, а также для заполнения каркасов сборных малоэтажных зданий.
Газонаполненные пластмассы - материал, получаемый на основе синтетических
полимеров, обладающий очень большой пористостью (90...95%).
По характеру пористости и способу ее получения газонаполненные пластмассы делятся на
пенопласты, имеющие мелкие замкнутые поры сферической формы, поропласты, имеющие
сообщающиеся поры, и сотопласты, пористая структура которых представляет собой ячейки
правильной геометрической формы.
Рисунок 18. Сотопласт
Наибольшее распространение в строительстве получили пенопласты, которые могут бить
как заводского изготовления, так и изготовляются на месте применения - заливочные
пенопласты.
Из пенопластов заводского изготовления в строительстве применяют пенополистирол,
пенополивинилхлорид, фенолоформальдегидный пенопласт. Эти материалы выпускают в виде
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
плит толщиной 25…100 мм и используют для тепловой изоляции конструкций стен,
перекрытий.
На основе пенопластов изготовляют трехслойные панели и плиты, наружные слои
которых выполнены из асбестоцемента, алюминия или стеклопластика, а внутри находится
пенопласт. Применяют трехслойные панели для устройства навесных стен промышленных
зданий и специальных сооружений. Трехслойные панели характеризуются высокими
теплозащитными свойствами и малой массой.
Основной недостаток газонаполненных пластмасс - низкая теплостойкость.
Камышит - теплоизоляционные плиты, получаемые прессованием и прошивкой стеблей
зрелого камыша. Объемная масса камышитовых плит составляет 200...250 кг/куб.м.
Промышленность выпускает плиты длиной до 2800 мм, шириной до 1500 мм, толщиной
30,50,70 и 100 мм.
Камышитовые плиты - местный строительный материал, используемый в сельском
строительстве в районах массового произрастания камыша.
Торфяные плиты - теплоизоляционные изделия, получаемые прессованием
малоразложившегося торфа с последующей тепловой обработкой. Основной вид изделий из
торфа - плиты размером 1000x500x30 мм. Торфяные плиты относятся к местным материалам.
Водостойкость плит очень низкая.
Строительный войлок изготовляют из отходов шерстяного и мехового производства в
виде листов длиной 1...2 м, шириной до 1 м и толщиной 10...15 мм. Применяют войлок для
тепловой и звуковой изоляции под штукатурку стен и потолков, обивки дверей и конопатки
оконных и дверных коробок.
Строительную паклю льняную и пеньковую применяют для конопатки деревянных стен,
оконных и дверных коробок.
11.4. Акустические материалы
Для защиты помещений от внешнего шума используют специальные звукоизоляционные
материалы. Улучшение акустических свойств различных помещений достигается с помощью
звукопоглощающих материалов.
Звукоизоляционные и звукопоглощающие материалы в строительстве называют
акустическими.
Звукоизоляционные материалы, препятствующие проникновению звука через
строительные конструкции, представляют собой упругие, пористые прокладки в конструкциях
перекрытий и стен. Для этого используют минераловатные и стекловатные плиты и маты,
древесноволокнистые плиты. Эффективно применять многослойные конструкции с
воздушными прослойками.
Звукопоглощающие материалы практически не отражают падающий на них звук, а
поглощают звуковую энергию благодаря развитой пористой поверхности. К
звукопоглощающим материалам относятся ячеистые бетоны, минераловатные плиты,
цементный фибролит, гипсовые перфорированные листы и др. Наиболее эффективными
звукопоглощающими свойствами обладают специальные акустические материала, например
«Акмигран», представляющий собой плитки из минеральной ваты на крахмальном связующем.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 12. Гидроизоляционные материалы
12.1. Общие сведения о битумах и дегтях
От воздействия воды строительные конструкции защищают гидроизоляционными
материалами. Эти материалы должны обладать водонепроницаемостью и водостойкостью.
Кроме того, гидроизоляция должна быть эластичной и гибкой, чтобы не давать трещин во
время эксплуатации, быть легкой и не занимать большого объема.
Всем этим требованиям удовлетворяют материалы на основе битума и дегтя. В последнее
время в качестве гидроизоляции начали применять материалы на основе полимеров.
Битумы - органические вяжущие вещества черного цвета, состоящие из
высокомолекулярных углеводородов и их кислородных и сернистых производных. В основном
используют нефтяные битумы, получаемые при перегонке и крекинге нефти.
В зависимости от консистенции битумы делятся на твердые, характеризующиеся
хрупкостью, полутвердые, обладающие пластичностью, и жидкие, которые представляют собой
вязкие вещества, содержащие летучие углеводороды. По назначению различают битумы
строительные, кровельные и дорожные.
Битумы характеризуются следующими свойствами: способностью при нагревании (до
80…160 гр. С) или при добавлении растворителей переходить в жидкое состояние и в таком
виде хорошо смачивать и пропитывать другие материалы; способностью при охлаждении или
испарении растворителя вновь затвердевать, прочно склеиваясь с другими материалами;
способностью придавать гидрофобные свойства материалам, пропитанным или покрытым
битумом.
Недостатки битума - горючесть и малый интервал температур, когда битум находится в
виде твердого, но не хрупкого вещества. При понижении температуры до -10…-20 гр. С битумы
становятся хрупкими, а при температуре выше 50...60 гр. С начинают течь. Чтобы увеличить
интервал рабочих температур битума, к нему добавляют резину, синтетический каучук и
полимеры.
Дегти - органические вяжущие вещества черного или темно-бурого цвета полутвердой и
жидкой консистенции, получаемые при сухой перегонке твердых топлив. В составе дегтя
присутствует фенол и его производные, которые служат антисептиками.
Поэтому деготь и материалы на его основе применяют не только для гидроизоляции, но и
для защиты от гниения.
Кроме самого дегтя в строительстве применяют каменноугольный пек - остаточный
продукт перегонки каменноугольных смол, представляющий собой черную хрупкую массу. Пек
используют как добавку к жидким дегтям для получения дорожных и строительных дегтей,
лаков и пропиточных составов.
Недостаток дегтя - меньшая долговечность, чем у битумов.
Кроме вяжущих веществ для получения гидроизоляционных материалов используют
наполнители, растворители и другие вещества.
Наполнители - материалы, служащие для улучшения свойств битумных и дегтевых
материалов и снижения их стоимости. Наполнители бывают пылевидные (молотый известняк,
мел, трепел), волокнистые (асбест) и пластинчатые (слюда). Для получения рулонных
материалов используют листовые наполнители.
Растворители битумов и дегтей - это керосин, лигроин, соляровое масло и другие жидкие
углеводороды.
12.2. Мастичные гидроизоляционные и покровные материалы
Для создания слоя гидроизоляции на изолируемой поверхности или для приклейки
рулонных материалов к основанию применяют мастики и эмульсии.
Мастики в зависимости от исходного сырья могут быть битумные, резино-битумные,
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
дегтевые, гудрокамовые, битумно-полимерные и др.
Горячее битумные мастики разогревают перед употреблением до плавления. Марка
мастики подбирается в соответствии с температурными условиями, в которых будет находиться
кровля или гидроизоляция.
Горячие битумные мастики поставляют на стройку в готовом разогретом виде
(температура 160...180 гр. С). Перед употреблением мастику, поставляемую в твердом
состоянии, разогревают непосредственно на месте применения.
Холодные битумные мастики представляют собой растворы битума в органических
растворителях с добавками (портландцемент, асбест, латексы и др.), которые придают мастике
тиксотропные свойства, т.е. мастика под влиянием механических воздействий при нанесении ее
на основание разжижается, а далее, находясь в покое, мастика становится снова вязкой.
Благодаря этому мастику можно наносить тонким слоем, после нанесения она не стекает с
поверхности. Твердеет холодная мастика в результате испарения растворителя и впитывания
его в поверхность подложки.
Битумные эмульсии приготовляют путем измельчения расплавленного битума в воде.
Приблизительный состав эмульсий: битум – 40…60%, вода - 60...40%, эмульгатор - 0,2…2%,
Эмульгаторы водорастворимые высокомолекулярные органические соединения, которые
придают устойчивость эмульсии. При нанесении битумной эмульсии на поверхность или при
испарении воды защитные оболочки эмульгатора разрушаются и капли битума сливаются в
сплошную массу.
Применяют битумные эмульсии для устройства гидроизоляционных и пароизоляционных
покрытий, для грунтовки оснований под гидроизоляцию и для гидрофобизации бетона.
Положительное качество битумных эмульсий негорючесть и отсутствие токсичных
веществ.
Битумные пасты - разновидность битумных эмульсий, в которых роль эмульгатора играют
мельчайшие частицы какого-либо неорганического вещества, например глины, извести,
трепела. Битумные пасты более вязкие, чем эмульсии. Применяют их для тех же целей, что и
эмульсии.
Асфальтовые бетоны и растворы. Асфальтобетон - это бетон, в котором в качестве
вяжущего используется смесь битума с тонкодисперсным наполнителем. Остальные его
компоненты - песок и крупный заполнитель. Асфальтовые растворы получают баз крупного
заполнителя.
Различают горячие, теплые и холодные асфальтобетоны.
Горячие асфальтобетоны приготовляют из тугоплавкого битума и укладывают при
температуре не ниже 130 гр. С, а теплые - на битумах пониженной вязкости; их температура
при укладке 40...100 гр. С. Холодные асфальтобетоны готовят с применением органических
растворителей или на битумных эмульсиях.
Главнейшее свойство асфальтобетона водостойкость, водонепроницаемость и стойкость к
механическим воздействиям. Недостатки асфальтобетона - низкая стойкость к органическим
растворителям и размягчение при нагревании.
Применяют асфальтобетон в строительстве для устройства полов промышленных и
общественных зданий, а также оснований под полы и гидроизоляционных прослоек. Основное
назначение асфальтобетона - покрытие автомобильных дорог.
12.3. Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы
Битумные и дегтевые кровельные и гидроизоляционные материалы представляют собой
тонколистовой материал, поставляемый на стройку в рулонах. Преимущество рулонных
материалов - простота устройства из них кровельных или гидроизоляционных покрытий любой
сложной конфигурации. Тонкое, легкое и эластичное покрытие из рулонных материалов
обладает водонепроницаемостью, атмосферостойкостью и химической стойкостью.
В зависимости от назначения рулонные материалы делятся на:
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права

кровельные, которые должны обладать стойкостью к воздействию дождя, солнечной
радиации, замораживания и оттаивания;
 гидроизоляционные, которые помимо требований, предъявляемых к кровельным
материалам, должны обладать повышенной водонепроницаемостью, гнилостойкостью
и стойкостью к действию жидких коррозионных сред.
По строению рулонные материалы бывают на основе и безосновные. В качестве основы
используют обычный и асбестовый картон, стеклянную ткань, фольгу.
В качестве кровельных материалов применяют пергамин, рубероид и толь.
Пергамин получают пропиткой кровельного картона расплавленным битумом. Пергамин
используют для устройства подкладочных слоев кровли, а также для устройства пароизоляции
ограждающих конструкций зданий.
Рубероид отличается от пергамина тем, что обе стороны пропитанного битумом картона
покрыты слоем тугоплавкого битума с наполнителями. Основное назначение рубероида покрытие верхнего слоя кровельного ковра; рубероид используют также для нижних слоев
кровельного ковра и для гидроизоляции строительных конструкций.
Стеклорубероид, получаемый путем двустороннего нанесения битума на стеклоткань,
обладает значительно большей стойкостью и прочностью, чем рубероид. Стеклорубероид
выпускают с чешуйчатой (слюда) и крупнозернистой (песок) присыпками.
Кровельный толь получают пропиткой кровельного картона дегтевыми продуктами таким
образом, что на обеих сторонах картона образуется покровная пленка пропиточного состава.
Выпускают толь кровельный с крупнозернистой посыпкой.
Для устройства гидроизоляции кроме кровельных материалов применяют специальные
гидроизоляционные материалы: изол, фольгоизол и др.
Изол - рулонный безосновный резино-битумный материал. Для повышения прочности в
массу, из которой получают изол, вводят асбестовое волокно. Изол характеризуется
повышенной эластичностью, морозостойкостью и долговечностью.
Фольгоизол - рулонный материал, состоящий из рифленой алюминиевой фольги толщиной
0,08...0,2 мм, покрытой с одной стороны слоем резино-битумного или полимербитумиого
состава с добавкой волокон асбеста. Выпускают фольгоизол для гидроизоляции (марка ФГ) и
для кровельных работ (марка ФК).
Температуростойкость фольгоизола до 100 гр. С.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Глава 13. Строительные пластмассы
13.1. Общие сведения
Пластические массы (пластмассы) - материалы, основной составной частью которых
являются полимеры.
Во время формования изделий полимеры накопятся в пластическом (вязко-тягучем)
состоянии. Достоинства пластмасс - малая плотность при достаточно большой прочности,
химическая стойкость, низкая теплопроводность, декоративность, способность легко
перерабатываться в изделия любой требуемой формы (технологичность). Пластмассы хорошо
склеиваются и свариваются как между собой, так и с другими материалами.
Пластмассы характеризуются высокой технологичностью – способностью легко
перерабатываться в изделия любой требуемой формы. При всех способах переработки
пластмасс получают законченные изделия, не требующие дополнительной отделки.
Недостатки пластмасс: низкая теплостойкость; ползучесть - способность под действием
длительных нагрузок даже при нормальной температуре постепенно деформироваться;
способность стариться, т.е. при длительном воздействии солнечных лучей и кислорода воздуха
происходит необратимое изменение свойств пластмасс.
Из пластмасс изготовляют отделочные материалы (моющиеся обои, декоративные
полимерные пленки, листовые облицовочные пластики и т. п.), материалы для полов
(линолеум, полимерные плитки, мастичные составы для бесшумных полов).
Особо легкие газонаполненные пластмассы (пенопласты, сотопласты) - это
высокоэффективные теплоизоляционные материалы. Водостойкость и водонепроницаемость
пластмасс в сочетании с эластичностью позволяют использовать их в качестве
гидроизоляционных и герметизирующих материалов. Высокая химическая и коррозионная
стойкость пластмасс определяют их назначение в роли защитных и покровных материалов в
промышленном и транспортном строительстве, а также для санитарно-технических целей.
Кроме того, на основе полимеров получают высококачественные клеи, лаки, краски и
специальные виды бетонов и растворов.
Полимер - компонент пластмассы, который служит связующим в ней и определяет ее
основные свойства.
Наполнители вводят в пластмассы для придания нм необходимых свойств и их
удешевления. В качестве наполнителей применяют порошковые вещества (древесную муку,
мел, тальк, сажу), волокнистые (стекловолокно, асбест, органические волокна) и листовые
материалы (древесный шпон, бумагу, ткани).
Наполнители в пластмассах занимают большую часть объема.
Пластификаторы - вещества, которые придают полимерам большую пластичность при
нормальной температуре, облегчают переработку пластмасс, снижая температуру размягчения
полимера.
В качестве пластификаторов используют нелетучие органические жидкости, хорошо
совмещающиеся с полимером.
Стабилизаторы повышают долговечность пластмассовых изделий, предохраняя их от
старения.
Красители придают пластмассам определенный цвет. Красителями служат органические и
минеральные пигменты.
13.2. Полимеры для строительных пластмасс
Полимерами называют вещества, молекулы которых представляют собой цепь или
пространственную сетку последовательно соединенных одинаковых групп атомов,
повторяющихся большое количество раз. Большая часть полимеров, используемых для
получения пластмасс, - синтетические.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Исходные вещества, из которых синтезируют полимеры, называют мономерами.
Молекулярная масса полимеров очень велика, но в некоторых случаях синтез ведут таким
образом, что образуются продукты средней молекулярной массы (до 1000), способные к
дальнейшим взаимодействиям, Эти вещества, обычно вязкие жидкости или легкоплавкие
смолы, называются олигомеры.
В зависимости от строения и химической активности, проявляющихся в различном
поведении полимеров при нагревании, они делятся на термопластичные и термореактивные.
Термопластичные полимеры характеризуются способностью многократно размягчаться
при нагревании и затвердевать при охлаждении. Примеры - полистирол, полиэтилен,
поливинилхлорид.
Термореактивные полимеры при нагревании переходят в расплав, а затем отвердевают
необратимо.
К термореактивным относятся фенолформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные
полимеры.
Полиэтилен - насыщенный полимерный углеводород, представляющий собой прозрачное
роговидное вещество плотностью 0,94...О,97 г/куб. см, которое размягчается при нагревании до
85…90 гр. С и плавится при температуре 110...120 гр. С. Полиэтилен используют для
изготовления пленок, труб, деталей санитарно-технических приборов и электроизоляции.
Полипропилен - полимер, близкий по свойствам к полиэтилену, но более прочный,
жесткий и теплостойкий. Применяют полипропилен для изготовления отделочных листов,
пленок, труб трубопроводной арматуры, деталей химической аппаратуры.
Полиизобутилен, как и полиэтилен, относится к полиолефинам, но обладает
специфическими свойствами: высокой эластичностью, морозостойкостью, хорошей адгезией
(прилипаемостью) к бетону и другим материалам. Из полиизобутилена изготовляют
герметизирующие мастики и пленки.
Поливинилхлорид - прозрачный, жесткий и прочный при комнатной температуре полимер,
переходящий в вязко-текучее состояние при температуре 180...200 гр. С. Поливинилхлорид
хорошо перерабатывается в различные изделия: трубы, облицовочные материалы, пленки и др.
Полистирол - высокомолекулярный углеводород, в состав которого входит бензольное
кольцо, поэтому полистирол хорошо растворяется в ароматических углеводородах (бензоле,
толуоле).
Полистирол - прозрачный, хрупкий полимер, хорошо окрашивающийся и легко
перерабатывающийся в изделия. Полистирол используется для изготовления цветных
облицовочных плиток, вентиляционных решеток, мыльниц, из него также получают пенопласт.
Поливинилацетат - полимер, который обладает высокими адгезионными свойствами. Он
используется в виде водной дисперсии для получения клеев, водоэмульсионных красок,
шпатлевок.
Полиметилметакрилат (органическое стекло) - прозрачный (пропускает не только
видимые, но и ультрафиолетовые лучи), прочный материал, получаемый в виде листов и
блоков. Из полиметилметакрилата устраивают светопрозрачные ограждения, изготовляют
трубы и другие изделия.
Фенолформальдегидные полимеры получают в виде олигомерного продукта (вязкой
жидкости или легкоплавкой смолы), способного необратимо отверждаться при нагревании, Из
фенолформальдегидных полимеров получают слоистые пластики, электротехнические изделия,
водостойкие лаки и клен, пенопласты.
Карбамидные полимеры - наиболее дешевые полимеры. Они бесцветны, в отвержденном
состоянии довольно прочны, но не водостойки и склонны к быстрому старению. Однако, с
помощью модификации можно получись полимеры, практически лишенные этих недостатков.
Модифицированные карбамидные полимеры применяют для получения лаков и красок.
Полиэфирные полимеры - большая группа полимеров, получаемых поликонденсацией
многоатомных спиртов и органических кислот. Различают насыщенные (термопластичные)
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
полиэфиры, например, глифталиевый полимер и полиэтилентерефталат f и ненасыщенные
полиэфиры (термореактивные), На основе полиэфиров изготовляют лаки- краски, пленки; их
применяют как связующее в стеклопластиках и полимербетонах.
Эпоксидные полимеры обладают следующими свойствами: высокой прочностью,
химической стойкостью в отвержденном состоянии и хорошей адгезией к другим материалам.
В строительстве их применяют в виде олигомерного продукта для ремонта и склейки
железобетонных конструкций, получения полимербетона и других специальных целей.
Кремнийорганические полимеры - большая группа полимеров, в состав которых входят
соединения кремния. Такие полимеры характеризуются повышенной теплостойкостью и
химической стойкостью, хорошей совместимостью с силикатными материалами. В
строительстве кремнийоргаиические полимеры применяют в качестве гидрофобизнрующих
добавок к бетонам и растворам, для получения атмосферостойких фасадных красок и защитных
покрытий.
Сополимеры - высокомолекулярные вещества, получаемые совместной полимеризацией
нескольких мономеров или совместным отверждением нескольких олигомеров. При этом
получаются вещества с новыми свойствами. Примером сополимера может служить
ударопрочный полистирол, получаемый сополимеризацией стирола с мономерами каучуков.
13.3. Отделочные и конструкционно-отделочные пластмассы
Отделочные пластмассы выпускают в виде крупноразмерных плит и листов, рулонных
пленочных материалов и самоотверждающихся отделочных составов. Для крепления
материалов используют специальные клеи, крепежные пластмассовые и металлические
элементы.
Конструкционно-отделочные материалы служат для восприятия определенных
механических нагрузок. К этим материалам относятся древесностружечные плиты,
древеснослоистые пластики и стеклопластики.
Древеснослоистые пластики - листовой материал, получаемый горячим прессованием
древесного шпона – пропитанного термореактивными полимерами.
Древеснослоистые пластики - прочный и водостойкий материал, который используют для
каркасных перегородок, клееных деревянных конструкций и других целей.
Стеклопластики - листовой материал, получаемый пропиткой стеклянного волокна или
стеклоткани термореактивными олигомерами с последующим их отверждением. Благодаря
армирующему эффекту стеклянного волокна стеклопластики характеризуются очень высокой
прочностью при небольшой объемной массе. Стеклопластики выпускают в виде плоских или
волнистых листов, окрашенных в различные цвета. Они служат для декоративной наружной
облицовки, для устройства кровель; из них изготовляют трехслойные пенопластовые панели,
трубы, санитарно-технические изделия и покровные элементы для трубопроводов и химических
аппаратов.
Отделочные материалы исполняют роль декоративного покрытия конструкции, которое
защищает ее от внешних воздействий.
Бумажнослоистые пластики - листовой отделочный материал, получаемый горячим
прессованием листов бумаги, пропитанной фенолформальдегидными и карбамидными
полимерами. Бумажнослоистый пластик обладает большой поверхностной твердостью,
износостойкостью и теплостойкостью. Основная область применения бумажнослоистого
пластика - изготовление мебели для кухонь _ встроенной мебели и облицовка столярных
строительных изделий. Помимо декоративного бумажнослоистого пластика в строительстве
используют большое количество отделочных листовых и плиточных материалов на основе
полистирола, поливинилхлорида и других полимеров.
Декоративные пленочные материалы применяются для внутренней отделки. Пленки без
основы - тонкие полимерные пленки, окрашенные по всей толщине и имеющие рисунок или
тиснение с лицевой стороны, которые имитируют древесину, ткань, керамическую плитку и т.п.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
С тыльной стороны пленка может иметь клеевой слой. Пленки на основе - это рулонный
отделочный материал, в котором цветная пленка сдублирована с бумажной или тканевой
основой. Такие пленки применяют для отделки стен как и обычные обои, но с учетом их
повышенной влагостойкости и прочности.
Погонажные изделия - длинномерные изделия разнообразных профилей: плинтусы,
рейки, поручни для лестничных перил, раскладки для крепления листовых материалов,
нащельники и т.п. Использование полимерных погонажных изделий - одна из сторон малой
индустриализации строительства.
13.4.
Материалы для полов
Полимерные материалы для полов могут быть как заводского изготовления - рулонные и
плиточные материалы, так и получаемые непосредственно на стройке - мастичные бесшовные
полы.
Рулонные и плиточные материалы. Рулонные материалы для полов - это разнообразные
виды линолеума.
В современном строительстве наибольшее применение находит поливинилхлоридный
линолеум. Выпускают различные виды такого линолеума: безосновный (одно- и
многослойный) и на тканевой и теплозвукоизолирующей подоснове. Последний вид линолеума
позволяет производить настилку полов непосредственно на поверхность бетонного перекрытия
без устройства специальных тепло- и звукоизоляционных прослоек.
К основанию пола линолеум крепится о помощью специальных мастик.
Линолеум выпускают в виде рулонов шириной 1200*2000 мм, длиной не менее 12 м.
Толщина различных видов линолеума колеблется в пределах от 1,2 до 6 мм.
Релин - многослойный материал, лицевой слой которого изготовлен из цветной резины на
синтетических каучуках, а нижние - с использованием старой дробленой резины. Часто средний
слой делают пористым. Релин применяют для настилки полов в помещениях с повышенной
влажностью или высокими гигиеническими требованиями.
Мастичные бесшовные покрытия полов. Разновидность материалов для полов мастичные составы на основе полимеров, в которые входят жидкий полимер, наполнители и
пигменты. Такие полы отличаются достаточной химической стойкостью, износостойкостью и
хорошим сопротивлением ударным нагрузкам. В зависимости от вида полимерного компонента
различают составы на водных дисперсиях полимеров и на жидких термореактивных
олигомерах.
13.5. Гидроизоляционные и санитарно-технические материалы
К полимерным гидроизоляционным материалам относятся пленки на основе полиэтилена,
поливинилхлорида, полиизобутилена и других полимеров. Эти пленки можно оклеивать и
сваривать в большие полотна для устройства сплошной гидроизоляции бассейнов, резервуаров,
подземных сооружений.
Прозрачные полимерные пленки применяют также для устройства ограждающих
конструкций парников, теплиц и других подобных сооружений.
Большое распространение получили рулонные и мастичные гидроизоляционные и
кровельные материалы на основе битума, модифицированного полимерами (полиизобутиленом,
синтетическими каучуками).
Коррозионная стойкость и небольшая объемная масса пластмасс открывают широкие
перспективы для изготовления из них труб для водоснабжения, канализации и
транспортирования агрессивных жидкостей. Пластмассовые трубы в 4…5 раз легче
металлических при той же пропускной способности. Недостаток пластмассовых труб – низкая
теплостойкость. Изготовляют трубы из полиэтилена и поливинилхлорида методом
выдавливания.
Пластмассы широко применяют для изготовления санитарно-технических изделий;
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
смывных бачков, деталей сифонов, смесителей. Из пластмасс изготовляют вентиляционные
короба и детали к ним.
13.6.
Применение полимеров в бетонах и растворах
Цементные бетоны - главнейший строительный материал - не лишены недостатков, В
частности, пористость бетона делает его недостаточно морозо- и коррозионностойким и
проницаемым для жидкостей. Цементные бетоны очень быстро разрушаются под воздействием
кислот. В некоторых случаях бетон нельзя применять из-за его хрупкости и невысокой
износостойкости, кроме того, свежий бетон плохо сцепляется с поверхностью старого бетона.
Для того, чтобы избежать недостатков цементного бетона, разработаны новые типы
бетонов, в которых минеральное вяжущее частично или полностью заменяется полимерами:
полимерцементные материалы, бетонополимеры и полимербетоны.
В полимерцементных материалах в бетонную или растворную смесь добавляется в
небольших количествах полимер. Необходимое условие - хорошая совместимость полимера с
цементным тестом.
Этому требованию удовлетворяют водорастворимые олигомеры, отверждающиеся в
процессе твердения бетона или чаще водные дисперсии полимеров.
Полимерцементные растворы и бетоны отличаются высокой адгезией к большинству
строительных материалов, низкой проницаемостью для жидкостей, очень высокой
износостойкостью и ударной прочностью. Применяют полицементные материалы для покрытия
полов промышленных зданий, взлетных полос аэродромов, для наружной отделки по
кирпичным и бетонным поверхностям, для устройства резервуаров для воды и нефтепродуктов.
Бетонополимер представляет собой бетон, пропитанный после затвердевания мономерами
или жидкими олигомерами, которые после соответствующей обработки переходят в твердые
полимеры, заполняющие поры бетона. В результате этого повышается прочность бетона и его
морозостойкость. Бетонополимеры практически водонепроницаемы.
Полимербетон - разновидность бетона, в котором вместо минерального вяжущего
использованы
термореактивные
полимеры:
эпоксидные,
полиэфирные,
фенолформальдегидные. Полимербетон получают, смешивая полимерное связующее и
заполнители. Связующее состоит из жидкого олигомера, отвердителя и тонкомолотого
минерального наполнителя, вводимого для уменьшения расхода полимера и улучшения свойств
полимербетона.
Главное достоинство полимербетона - высокая химическая стойкость как в кислых, так и
в щелочных средах. Кроме того, полимербетоны обладают высокой прочностью, плотностью,
износостойкостью и отличной адгезией к другим материалам.
Полимербетоны применяют для получения защитных покрытий и целых конструкций,
работающих в условиях химической агрессии, и для ремонта каменных и бетонных элементов.
13.7. Клеи на основе полимеров
Клеевое соединение элементов строительных конструкций - один из самых
прогрессивных методов строительной технологии и производства строительных изделий.
Полимерные клеи выгодно отличаются от традиционных натуральных (казеинового,
столярного и т. п.) клеев и клея на основе жидкого стекла большим разнообразием свойств и
долговечностью. Полимерные клеи обладают высокой клеящей способностью к самым
разнообразным материалам, биостойки, многие из них водостойки.
Полимерные клеи можно разделить на три группы:
 клеи на основе водных растворов и водных дисперсий полимеров (водоразбавляемые
клеи). Это клеи ПВА, «Бустилат»;
 клеи на основе растворов термопластичных полимеров в органических растворителях.
Например, нитроклей, резиновый клей. Недостаток этих клеев - пожароопасность,
обусловленная наличием летучих растворителей;
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
 клеи на основе отверждающихся жидких олигомеров (смол).
Например, эпоксидные, полиуретановые или мочевиноформальдегидные клен. Они
обладают относительно большой прочностью и теплостойкостью.
В строительстве применяют в основном 1-й и 3-й типы клеев.
В случае склеивания элементов несущих конструкций и для наружной отделки
используют клеи на основе отверждающихся смол.
На качество клейки влияют: правильный выбор типа клея для данных материалов,
необходимая подготовка поверхности и требуемый режим отверждения клея.
13.8. Полимерные герметизирующие материалы
При монтаже стен зданий из крупных панелей панели соединяют друг с другом сваркой
металлических закладных деталей.
При этом между панелями остаются швы шириной 20…30 мм, через которые в знание
может проникать вода и холодный воздух.
Чтобы предотвратить это нежелательное явление, стыки между панелями герметизируют
с помощью специальных материалов - герметиков.
Герметики используют также для уплотнения стыков в конструкциях с использованием
стекла (конструкции с профильным стеклом, конструкции теплиц и т.п.).
В зависимости от агрегатного состояния в момент применения различают мастичные
герметики и эластичные пористые прокладки. Мастичные герметики в свою очередь могут быть
твердеющие и нетвердеющие.
Герметизирующие нетвердеющие строительные мастики - это густовязкая однородная
масса, которая остается пластичной в течение всего времени эксплуатации здания. Наибольшее
распространение среди нетвердеющих герметиков получила мастика УМС- 50, изготовляемая
на основе полиизобутилена. Эта мастика сохраняет свои физико-механические свойства в
интервале температур от +70 до -50 гр. С.
В последние годы начали применять мастики на основе синтетических каучуков.
Твердеющие мастики - вязкие липкие массы на основе полимеров, затвердевающие без
подогрева после заделки ими швов конструкции. Чаще всего применяют двухкомпонентные
твердеющие мастики, которые поступают на стройку в виде двух паст: герметизирующей и
отверждающей (вулканизирующей).
В затвердевшем виде герметики имеют хорошее сцепление с бетоном, высокую
деформативность и водостойкость.
Основной вид двухкомпонентных герметиков - тиоколовые мастики, получаемые на
основе жидких полисульфидных каучуков, способных к вулканизации при обычной
температуре практически без усадки. В отверженном виде тиоколовые мастики обладают
высокой атмосферо- и морозостойкостью. В качестве наполнителя в тиоколовых мастиках
применяют сажу (черные мастики) и каолин (светлые мастики).
Однокомпонентные тиоколовые мастики отверждаются без введения вулканизаторов.
Положительное свойство этих мастик - способность отверждаться при температуре
окружающего воздуха до -10…-15 гр. С.
Бутилкаучуковая вулканизирующая мастика получается на основе бутилкаучука с
добавлением вулканизирующих и ускоряющих веществ и наполнителей. Мастика поставляется
в виде двух паст (основной и отверждающей), смешиваемых перед применением в
соотношении 1:1.
Силиконовые мастики относятся к однокомпонентным мастикам. Использование этих
мастик целесообразно при герметизации сооружений, подвергаемых нагреву до высоких
температур, и на строительстве объектов в районах Крайнего Севера.
Эластичные пористые прокладки применяют как в качестве самостоятельного
герметизирующего материала, так и в качестве основы под мастику. В строительстве наиболее
широко применяют прокладки: гернит, пороизол, прокладку ПРП-1 и пенополиуретановые
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
прокладки.
Гернит - пористый резиновый жгут коричневого цвета диаметром 30...40 мм с тонкой
плотной оболочкой и пористой сердцевиной. Получают гернит на основе полихлоропренового
каучука.
Свойства гернита - адгезия к бетону и полная непроницаемость стыка.
Пороизол - пористый жгут черного цвета круглого или овального сечения. Получают
пороизол из резиновых отходов, пластифицированных жидкими нефтяными битумами и
маслами.
Прокладка ПРП-1 - пористые жгуты черного цвета круглого или овального сечения,
получаемые на основе синтетических каучуков.
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Контрольные вопросы
Вопрос 1. Системы, в которых мельчайшие капельки жидкодисперсной фазы
распределены в жидкой дисперсной среда - это
1. Суспензии
2. Коллоиды
3. Эмульсии
Вопрос 2. Какое из утверждений верно об истинном paстворе?
1. Он устойчив в течении длительного времени
2 Он не устойчив
3 Он устойчив, но лишь на короткое время.
Вопрос 3. Способность материала пропускать через себя воду под давлением. К какому из
нижеперечисленных терминов подходит данное определение?
1 Влагостойкость
2 Влагопоглощение
3Водопроницаемость
Вопрос 4. Какой из перечисленных каменных материалов не является природным?
1.
Песок
2.
Глина
3.
Бетон
4.
Гравий
5.
Щебень
Вопрос 5. Что является основным сырьем для получения керамических материалов?
1.
Песок
2.
Цемент
3.
Природный гипс
4.
Известь
5.
Глина
Вопрос 6. В чем состоим основное преимущество пустотелых кирпичей и камней?
1. Небольшая объемная масса и малые размеры
2. Небольшая объемная масса и крупные размеры
3. Большая объемная масса и малые размеры
4. Высокое водопоглощение
5. Большая пористость
Вопрос 7. Какие вяжущие во влажных условиях теряют прочность?
1.
Воздушные
2.
Гидравлические
3.
Кислотостойкие
Вопрос 8. К какому виду вяжущих можно отнести глину?
1. воздушного твердения
2. гидравлические
3. кислотостойкие
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
Вопрос 9. К какой группе относится гипсовое вяжущее, если начало схватывания у него
10 мин?
1. быстро схватывающееся
2. нормально схватывающееся
3. медленно схватывающееся
Вопрос 10. Как изменяется объемная насыпная масса песка при увеличении влажности?
1. Увеличивается, затем уменьшается
2. Не изменяется
3. Уменьшается, затем увеличивается
4. Увеличивается
5. Уменьшается
Вопрос 11. Какие бетоносмесители используют для приготовления пластичных смесей с
крупным заполнителем?
1. Бетоносмесители принудительного перемешивания
2. Бетоносмесители свободного падения
3. Бетоносмесители непрерывного действия
Вопрос 12. Какой из перечисленных видов бетона относится к легким бетонам на
пористых заполнителях?
1. Пенобетон.
2. Газобетон.
3. Пеносиликат
4. Керамзитобетон
5. Газосиликат
Вопрос 13. С какой целью применяют пластификаторы для растворов?
1. Для придания прочности и пластичности
2. Чтобы увеличить прочность раствора
3. Чтобы увеличить морозостойкость раствора.
4. Чтобы улучшить удобоукладываемость раствора.
5. Чтобы увеличить подвижность смеси
Вопрос 14. К какому типу сплавов относится сплав, элементы которого кристаллизуются
самостоятельно?
1. Твердый раствор
2. Механическая смесь
3. Химическое соединение
Вопрос 15. В чем состоит главное преимущество железобетона?
1. Большая прочность при сжатии
2. Большая прочность при изгибе и растяжении
3. Большая плотность
4. Высокая водонепроницаемость
Вопрос 16. Какой из перечисленных материалов не относится к камневым безобжиговым
материалам?
1. Силикатный кирпич
2. Гипсобетон
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна
ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права
3. Асбестоцемент
4. Аглопорит
Вопрос 17. Какой неорганический теплоизоляционный материал применяют для изоляции
от ударных и вибрационных шумов?
1. Стеклянная вата
2. Минеральная вата
3. Вспученный перлит
4. Пеностекло
5. Вермикулит
Вопрос 18. Какие гидроизоляционные материалы применяют для гидрофобизации бетона?
1 Мастики.
2. Битумные эмульсии
3. Битумные пасты
4. Асфальтобетон
Вопрос 19. Какой полимер используют для получения клеев водоэмульсионных красок?
1. Полиизобутилен
2. Полистирол,
3. Полиметилметакрилат
4. Поливинилацетат.
Ответы к контрольным вопросам
№
Вариант №
Вариант
вопроса ответа
вопроса ответа
1
3
6
2
2
1
7
1
3
3
8
1
4
3
9
2
5
5
10
3
№
вопроса
11
12
13
14
15
Вариант
ответа
2
4
1
2
2
№
вопроса
16
17
18
19
Вариант
ответа
4
1
2
5
Конспект лекций по дисциплине «Строительные материалы и изделия»
Преподаватель Митяшова Маргарита Петровна